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LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire LA

LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire LA MACHINE A VAPEUR AU 19e SIÈCLE Nom : Prénom : Classe : Nom : Prénom : Classe : Nom : Prénom : Classe : Nom : Prénom : Classe : Nom : Prénom : Classe : QUATRIÈME MATHÉMATIQUES SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIE HISTOIRE ET GÉOGRAPHIE TECHNOLOGIE LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire Objectifs de l'EPI : Situer la place de la machine à vapeur au cours de la révolution industrielle au XIXe siècle. Montrer comment l'augmentation de pression d'un gaz peut mettre en mouvement un véhicule. Montrer que le temps gagné pour rejoindre, au départ de Paris, les grandes villes de France grâce à un véhicule a vapeur, par rapport à un cheval, constitue une véritable révolution dans le domaine des transports. Compétences travaillées dans ce centre d’intérêt : Disciplines Compétences Connaissances HISTOIRE ET GÉOGRAPHIE Se repérer dans le temps : construire des repères historiques. - Identifier des continuités et des ruptures chronologiques pour s’'approprier la périodisation de l’'histoire et pratiquer de conscients allers-retours au sein de la chronologie. L'Europe et le monde au XIXe siècle : l'Europe de la révolution industrielle. - Situer un fait dans une époque ou une période donnée. - Ordonner des faits les uns par rapport aux autres. - Mettre en relation des faits d’'une époque ou d’'une période donnée. Coopérer et mutualiser. - Organiser son travail dans le cadre d'’un groupe pour élaborer une tâche commune et/ou une production collective et mettre à la disposition des autres ses compétences et ses connaissances. MATHÉMATIQUES Calculer : Calculer avec des nombres rationnels, de manière exacte ou approchée, en combinant de façon appropriée le calcul mental, le calcul posé et le calcul instrumenté (calculatrice ou logiciel). - Calculer avec des nombres relatifs, des fractions ou des nombres décimaux (somme, différence, produit, quotient). - Vérifier la vraisemblance d’un résultat, notamment en estimant son ordre de grandeur. -Effectuer des calculs numériques simples impliquant des puissances, notamment en utilisant la notation scientifique. SCIENCES PHYSIQUE ET CHIMIE Organisation et transformations de la matière : Décrire la constitution et les états de la matière. - Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz). - Identifier les sources, les transferts et les conversions d’'énergie. - Établir un bilan énergétique pour un système simple. TECHNOLOGIE Concevoir, créer, réaliser. - Matérialiser une idée en intégrant une dimension design. - Représentation de solution. Pour acquérir et valider ces compétences, et atteindre les objectifs, il faut : - Compléter individuellement ce document en réalisant les différentes activités (les recherches peuvent se faire collectivement). - Gérer son temps de travail, les temps donnés pour chaque activité ne sont qu'une indication, chaque élève avance à son rythme. - Les activités doivent être terminées et rendues (soit imprimées soit sous formes de fichiers numériques) à la date prévue. - Si le travail n'est pas terminé en classe, il doit être fini à la maison. - La (ou les) réalisation collective (projet) doit être terminée dans le temps imparti. MÉTHODOLOGIE PRODUCTION attendue: Créer un magazine consacré à la machine à vapeur, montrant le résultat de ces recherches. Accompagner le magazine d'une « maquette cadeau » de machine à vapeur. Domaine 1 : Utiliser la langue française à l'oral et à l'écrit SOCLE COMMUN DE CONNAISSANCES DE COMPÉTENCES ET DE CULTURE Domaine 2 : Les méthodes et outils pour apprendre Domaine 4 : Les systèmes naturels et les systèmes techniques Domaine 5 : Les représentation du monde et de l'activité humaine LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire Hist/Géo La révolution industrielle En effectuant des recherches sur le net, définir ce qu'est la « révolution industrielle». Ressource Internet Google Ressource Internet Qwant Ressource Internet Wikipédia Hist/Géo Les moyens de transports au XIXe siècle En effectuant des recherches sur le net, déterminer quels étaient les moyens de transports existant en France, entre 1810 et 1875 ainsi que la distance entre la ville de Paris et les villes de Marseille, Lyon, Orléans et Nantes. Hist/Géo La machine à vapeur En effectuant des recherches sur le net, expliquer l'origine de « la machine à vapeur » . Que représente cette image ? LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire Maths Le temps de parcours Un homme à cheval se déplace à une vitesse moyenne de 12 Km/h (mais seulement 6 heures par jour). Déterminer le temps nécessaire pour parcourir (à cheval au XIXe siècle) la distance entre Paris et Marseille, Lyon, Orléans et Nantes. Vitesse, distance, temps On sait que V=D/t où V= Vitesse , D= Distance parcourue et t = temps mis à la parcourir. Attention aux unités ! Par exemple, V est en km/h, D en km et t en h Calcul de la vitesse : V= D/t Calcul de la distance : D=V×t Calcul du temps : t = D/V Sachant qu'une locomotive à vapeur roule sans s'arrêter, à une vitesse de 85 Km/h, déterminer le temps nécessaire pour parcourir, au XIXe siècle, la distance entre Paris et Marseille, Lyon, Orléans et Nantes. LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire Phys Les états de la matière Ressource Internet Google Ressource Internet Qwant Ressource Internet Wikipédia En faisant des recherches sur internet, expliquer quels sont les différents états de la matière. Phys La transformation de l'énergie Expliquer sur le schéma de cette machine à vapeur, l'eau que l'on met dans celle ci permet de faire tourner la roue ? LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire Techno La modélisation volumique Expliquer quels sont les avantages d'un modèle numérique en 3D par rapport à un dessin en plan sur feuille. Rechercher sur le net les différents « modeleur volumique » existant. Ressource Internet Google Ressource Internet Qwant Ressource Internet Wikipédia Décrire le principe de l'impression 3D. Avec le logiciel Sketchup, imaginer et dessiner en 3d, une locomotive à vapeur. Exporter le fichier au format ,stl Imprimer la maquette en 3D pour la joindre au magazine. Techno L'impression tridimensionnelle LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire CE QU'IL FAUT RETENIR La révolution industrielle Entre 1850 et 1940, l'Europe puis d'autres pays comme les États-Unis et le Japon connaissent une formidable croissance économique grâce à l'industrialisation de leur économie. Révolution industrielle : phase d'intense transformation de l'industrie, caractérisée par l'utilisation de nouvelles techniques, le développement de nouvelles branches d'activité et une forte croissance de l'activité. Croissance économique : augmentation durable et irréversible de la production. Elle s'accompagne de transformations dans l'organisation de l'économie. La machine à vapeur La machine à vapeur, invention du XVIIIe siècle, est un moteur à combustion externe qui transforme l'énergie thermique de la vapeur d'eau (produite par une ou des chaudières) en énergie Mécanique. Les moyens de transports au XIXe siècle La voile reste le principal moyen de transport maritime : elle assure 84 % du tonnage en 1870. La vapeur ne prend le dessus que vers 1890. Le chemin de fer est le principal moyen de transport terrestre. L'automobile fait son apparition à la fin du XIXe siècle mais ne sert qu'aux courtes distances. Il existe 4 000 véhicules automobiles en 1900, contre près de deux millions en 1914. V = d / t V: vitesse en m/s d: distance en mètre t: temps en seconde km/h, des kilomètres sur des heures, donc une distance divisée par km/h, des kilomètres sur des heures, donc une distance divisée par un temps... un temps... Calcul de la vitesse Les états de la matière La matière existe en général sous 3 états différents : solide, liquide et gazeux. L'état sous lequel se trouve la matière dépend de 2 paramètres : la température et la pression. Quand la matière passe d'un état à un autre on dit qu'il y a changement d'état. Les changements d'état de l'eau en fonction de la température et de la pression atmosphérique. La transformation de l'énergie Une transformation d'énergie est le passage de l'énergie d'une forme à une autre. Source d'énergie Transformée par Transformée en Énergie électrique Ampoule Énergie rayonnante (lumière) Énergie chimique Pile Énergie électrique Énergie chimique (combustion) Feu Énergie rayonnante Énergie thermique (chaleur) Énergie nucléaire Centrale atomique Énergie électrique Énergie chimique (essence) Moteur Énergie mécanique (mouvement) Énergie chimique (aliments) Corps humain Énergie mécanique et thermique Principe de l'impression 3D LA MACHINE A VAPEUR AU XIXe SIÈCLE Enseignement Pratique Interdisciplinaire LA RÉALISATION PLURIDISCIPLINAIRE PRODUCTION : Magazine consacré à la machine à vapeur ATTENTES : (cahier de charges) Créer par équipe un magazine, papier ou numérique, consacré à la machine à vapeur. Ce magazine doit montrer la place de cette invention au cours de la révolution industrielle au XIXe siècle, comment, d'un point de vue technique, l'eau permet de faire tourner les roues d'un véhicule et pourquoi celle-ci a représenté une véritable révolution dans le domaine des transports. Ce magazine sera accompagné d'une maquette 3D de machine à vapeur. Une fois le magazine produit, il faudra le présenter oralement à l'ensemble de la classe. CONSEILS pour la uploads/Histoire/ dossier-eleve-epi-machine-a-vapeur.pdf