Les connaissances mentionnées

Les documents du groupe OUTILS ont été élaborés afin de permettre aux élèves d’acquérir dans les meilleures conditions possibles : – d’une part les connaissances mentionnées au BO ; – d’autre part des connaissances qui nous semblent incontournables pour atteindre ces connaissances mentionnées au BO et pour assurer la cohérence de ce thème « Univers en mouvement ». Ces dernières connaissances ont donc sous-tendu l’élaboration des documents et deviennent des objectifs d’apprentissage en tant que tels. Nous les avons donc explicités pour chacune des parties que nous proposons pour ce thème. Le tableau est destiné aussi bien à l’enseignant (pour le choix des exercices par exemple) qu’à l’élève. Il peut être fourni tel quel à l’élève au début ou en cours de partie (après la 1ère activité par exemple). Il lui permet de repérer les connaissances à acquérir et les activités qui peuvent l’aider pour cette acquisition. Il lui permet également de reprendre les exercices qui font appel à la connaissance visée. Nous proposons en fin de document un tableau vierge que l’enseignant peut personnaliser pour chaque élève en rendant un devoir. Pour chaque connaissance, on peut indiquer alors indiquer à l’élève si la connaissance ne semble pas acquise, si elle n’est pas stabilisée (selon la situation proposée dans le devoir) ou si elle semble maîtrisée. On pourra labelliser chacun de ces trois rapports à une connaissance donnée comme on l’entend. Connaissances et savoir-faire testés au cours des activités et des exercices de la partie 4 : Connaissances et savoir-faire codés BO : indiqués au BO. Connaissances et savoir-faire codés S : considérées indispensables par le groupe SESAMES. Activités Exercices 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 BO5. Utiliser le principe d’inertie pour interpréter en termes de force la chute des corps sur Terre1 BO6. Calculer la force d’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre deux corps à répartition sphérique de masse, et représenter cette force2. Cas du poids en différents points de la surface de la Terre. X X X S1. Connaître et savoir utiliser l’expression, la direction et le sens des deux forces résultant de l’interaction gravitationnelle entre deux objets de masse mA et mB.

Connaître et savoir utiliser l’expression du poids d’un objet sur la Terre (ou sur un astre quelconque) 3. X X X S3. Savoir que le poids d’un objet sur Terre (ou sur un astre) est assimilé à la force gravitationnelle exercée par la Terre (ou par l’astre) sur cet objet. X X X BO7. Prévoir qualitativement comment est modifié le mouvement d’un projectile lorsqu’on modifie la direction du lancement ou la valeur de la vitesse initiale. X 1 Cette connaissance est un cas particulier de la connaissance S4 de la partie 3 (Étendre l’application du principe d’inertie à ces deux directions. Notion de vitesse horizontale et verticale). 2 Le 1ère partie de cette connaissance nous paraît incorrectement formulée puisqu’il n’y a pas qu’une force d’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre deux corps mais bien deux (opposées selon la 3e loi de Newton). Nous avons donc préféré reformuler une connaissance équivalente (S1). La deuxième partie de cette connaissance (Cas du poids en différents points de la surface de la Terre) qui fait allusion implicitement à l’identité entre poids et force exercée par la Terre a été reformulée explicitement en S3. 3 Cette connaissance est considérée par le programme comme une connaissance acquise au collège mais pour la plupart les élèves de seconde ne la maîtrise pas. Compétences transversales supposées acquises au collège et mises en jeu au cours de cette partie (codées parfois indifféremment C dans les exercices, pour « collège ») : C1. Passer d’une phrase liant différentes grandeurs entre elles à une expression mathématique. C2. Savoir faire une conversion d’unité. C3. Savoir utiliser la calculatrice pour faire un calcul numérique. C4. Maîtriser l’algèbre élémentaire. C5. Connaître les formules usuelles de géométrie élémentaire (circonférence, périmètres, surfaces, volumes…)a. Exprimer puis calculer la valeur de la force gravitationnelle FT/B exercée par la Terre sur cette boule de pétanque.

FT/B = G.MT.m/RT2 = 6,67.10–11 x 5,98.1024 x 0,816 / (6,38.106)2 = 8,00 N b. Sur le schéma ci-dessous, on représente la boule de pétanque par le point B. En prenant pour échelle 0,1 cm pour 1 N, représenter la force que la Terre exerce sur la boule. Longueur du vecteur 0,8 cm c. Quel lien y a-t-il entre le poids de cette boule sur Terre et cette force ? En déduire la valeur de l’intensité de la pesanteur sur Terre. Le poids ( noté P )est l’autre appellation de la force exercée par la terre sur un objet or P = m.g donc g = FT/B /m = 8,00/ 0,816 = 9,80 N.kg-1 d. Représenter sur le même schéma que précédemment et avec la même échelle, la force que la boule exerce sur la Terre. Justifier votre représentation. Longueur du vecteur : 0,8 cm D’après le principe des interactions le vecteur FT/B et le vecteur FB/T ont même direction, des sens opposés et des longueurs identiques. e. Une personne lance la boule horizontalement. On néglige la force exercée par l’air sur la boule. Sur un nouveau schéma, proposer une représentation des positions successives de la boule. Justifier votre représentation.f. Proposer à présent sur ce même schéma (utiliser une autre couleur), une représentation des positions successives de la boule en imaginant qu’elle soit lancée de la même façon que dans la question e. mais par un astronaute sur la Lune (la valeur de la pesanteur sur la Lune est plus faible que sur la Terre). Justifier la réponse. S1, BO5, Partie3(S4) Données : Constante de gravitation universelle : G = 6,67.10–11 N.m2.kg-2 Masse de la Terre : MT = 5,98.1024 kg. Rayon de la Terre : RT = 6,38.106 m.