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Comment se propulser dans le vide ? (exemple d'usage de TICE dans le cadre desTraAM)

Niveaux : Terminale
Mot(s) Clé(s) : Traam - conservation de la quantité de mouvement - propulsion par réaction - Regavi - Regressi
Résumé

logo-ptt-Term logoTraAM Une élève a été chargée de réaliser une vidéo illustrant la « propulsion dans le vide », autrement dit sans interaction possible du système et donc sans force extérieure. ici

Chapeau

Propulsion par réaction : la "voiture à patate"

Objectifs

traam

Cet exemple illustre le scénario 1 : "Usages pédagogiques de smartphones : une démarche expérimentale pour répondre à une problématique hors de la classe" réalisé par l'académie de Paris dans le cadre des TraAM.

Une élève a été chargée de réaliser une vidéo à l'aide de son smartphone pour illustrer la « propulsion dans le vide », autrement dit sans interaction possible du système et donc sans force extérieure.

Cela conduit à la propulsion par réaction.

Les résultats ont été présentés puis exploités en classe pour illustrer la conservation de la quantité de mouvement d'un système pseudo-isolé.

(la vidéo et le résultat d'une exploitation réalisée à l'aide des logiciels Regavi et Regressi sont disponibles en documents joints)

Description

Démarche de l’élève

L’élève a réalisé une « voiture à patate » avec des Meccano®, un élastique et une pomme de terre. La « patate » est projetée lorsque le fil qui maintient l’élastique tendu cède sous l’effet de sa combustion.

Après avoir trouvé un protocole et construit le prototype, elle s’est aperçue de l’importance des phénomènes de frottements et les a limités en utilisant de l’huile alimentaire comme lubrifiant aux niveaux des axes des roues et de la surface de contact avec la pomme de terre.
Elle a également dû :

  • choisir un fil adapté (combustion suffisamment longue avant qu’il ne cède) ;
  • choisir la pomme de terre pour que sa masse soit suffisante ;
  • modifier le format du film afin qu’il soit lisible sur un ordinateur ;

L’ensemble de ce travail a été réalisé en une quinzaine de jours avec une aide ponctuelle de sa mère pour les prises de vue, mais sans aucune intervention de l’enseignant.

Elle a, à la demande de l'enseignant, pesé la voiture et la pomme de terre. La précision de la balance de cuisine utilisée n’est pas connue. On obtient 183 g pour la voiture et 177 g pour la pomme de terre.

 

Exploitation
Le film réalisé a été présenté à la classe et commenté par la « réalisatrice » qui a obtenu le succès mérité.

De plus, la vidéo a été exploitée par l’ensemble des élèves lors d’une séance en classe et a permis de vérifier la conservation de la quantité de mouvement du système « voiture à patate » sur la durée exploitable du film (avant la disparition de la voiture).

Les logiciels utilisés ont été Regavi pour le pointage et Regressi pour l'exploitation.

Les compétences mises en œuvre (et elles sont nombreuses !) ont été listées et évaluées et l’ensemble de ce travail a donné lieu à une note.

Remarque : les phénomènes liés au roulement n'ont pas été abordés.

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Résultats
Ateliers GIPTIC
  • Applications Python pour l'enseignement de la Physique-Chimie (séance 2)