                                                              Informer et accompagner
                                                              les professionnels de l’éducation   CYCLES 2                             3 4
                                     PHYSIQUE-CHIMIE
                                       Mettre en œuvre son enseignement

                                       Mouvement et interactions



                                                     La sonde spatiale Rosetta

       Le fichier source
        au format Word           THÈME : MOUVEMENT ET INTERACTIONS
           disponible en
        téléchargement           Attendus de fin de cycle : Caractériser un mouvement et modéliser une interaction par une force caractérisée
                                 par un point d’application, une direction, un sens et une valeur.

                                 Registre d’enseignement : enseignement commun

                                 Descriptif : Cette séquence permet d’aborder différents thèmes du programme à travers une approche de la
                                 mission spatiale ROSETTA. Ses 5 activités peuvent être traitées indépendamment ou successivement : l’épisode 1
                                 « Rosetta, se rendre sur Chury » contextualise la séquence et aborde, via l’assistance gravitationnelle, différents
                                 concepts du programme ; l’épisode 2 « Rosetta, voyage dans l’espace » aborde le principe d’inertie ; l’épisode 3
                                 « Rosetta, à l’approche de Chury » revient sur la notion de mouvements dont la vitesse varie, l’épisode « Rosetta,
                                 Philae et Chury » relie les concepts de vitesse, de poids et d’énergie. L’activité « À toute vitesse ! » revient sur les
                                 notions de valeur, de direction et de sens.

                                 Repère de progressivité : Cette séquence permet d’aborder, par le biais du fil rouge de Rosetta, les notions de
                                 mouvement et de vitesse. Elle permet aussi d’aborder la notion d’interaction : elle permet de faire la jonction
                                 entre les deux sous-thèmes et pourrait donc intervenir au milieu du cycle.

                                 Objectifs d’apprentissage :
                                 • Caractériser le mouvement d’un objet.
                                 • Décrire et reconnaître des mouvements uniformes et d’autres dont la vitesse varie au cours du temps ou en
                                    valeur.
                                 • Décrire une vitesse par sa direction, son sens et sa valeur.
                                 • Identifier les interactions mises en jeu (de contact ou à distance).

                                 Compétences travaillées
                                 Pratiquer des démarches scientifiques
                                 • Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une expérience pour la
                                    ou les tester. (Analyser)
                                 • Mettre en œuvre des démarches propres aux sciences. (Analyser)
                                 Pratiquer des langages
                                 • Lire et comprendre des documents scientifiques.
                                 • Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des
                                    observations, expériences, hypothèses et conclusions.
                                 Mobiliser des outils numériques
                                 • Utiliser des outils d’acquisition et de traitement de données, de simulations et de modèles numériques.
                                 • Produire des documents scientifiques grâce à des outils numériques, en utilisant l’argumentation et le vocabu-
                                    laire spécifique à la physique et à la chimie.
                                 Autres compétences
                                 • Réaliser des calculs, convertir, utiliser une calculatrice, décrire un phénomène. (Réaliser)
                                 • Exploiter en anglais des ressources scientifiques.
                                 • S’impliquer dans un travail d’équipe.

Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016               1
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                                 THÈME : MOUVEMENT ET INTERACTIONS

                                 Connaissances et compétences associées
                                 Caractériser un mouvement
                                 • Caractériser le mouvement d’un objet
                                 • Vitesse : direction, sens et valeur
                                 • Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.
                                 Modéliser une interaction par une force
                                 • Identifier les interactions mises en jeu (de contact ou à distance)

                                 Nature de la ressource : Séquence pédagogique

                                 Type d’approche pédagogique : : En fonction des élèves ou des visées pédagogiques, il est possible de décliner
                                 les activités sous forme de tâches complexes ou d’activités davantage guidées.

                                 Mots clefs : Rosetta, mouvement, interaction, vitesse, assistance gravitationnelle, poids, énergie




                                   SOMMAIRE

                              Introduction.................................................................................................... 3

                              Épisode 1 : Rosetta, se rendre sur Chury. ...................................................... 5

                              Épisode 2 : Rosetta, voyage dans l’espace...................................................... 7

                              Épisode 3 : Rosetta, à l’approche de Chury .................................................... 9

                              Épisode 4 : Rosetta, Philae et Chury............................................................. 12

                              À toute vitesse !............................................................................................ 15

                              À propos de la contextualisation. ................................................................. 16

                              À propos des textes, images ou autres documents cités.............................. 17




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016          2
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Introduction
                              Place de la séquence dans les programmes
                              La carte mentale1 ci-dessous permet de voir comment les 5 séances composant la séquence
                              proposée dans cette ressource peuvent trouver leur place dans une progression sur le thème
                              « Mouvement et interactions ».




                              Légende




Retrouvez Éduscol sur


                              1. Sur l’utilisation des cartes mentales, le lecteur est invité à consulter la ressource Carte mentale : outil pédagogique

   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016            3
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Mise en place des activités – différenciation pédagogique

                              Des niveaux de difficultés différents
                              En fonction des objectifs visés et des différents élèves il est possible de différencier les
                              apprentissages. Les activités de cette séquence sont parfois proposées en version « expert »
                              ou en version « guidée ». Sur ce qui est entendu par « expert » et « guidé », le lecteur est invité
                              à consulter l’article Pédagogie différenciée au collège en Physique Chimie, de Vincent Médout-
                              Marère et Philippe Schmitt, paru sur le site cahiers-pedagogiques.com et dont sont issues les
                              définitions suivantes.
                              Niveau « guidé »
                              « Parcours plus facile ; l’élève est guidé d’étape en étape par un questionnaire étayé et
                              des supports (images, tableaux, documents,...) relativement aisés à lire. Ce parcours est
                              destiné aux élèves qui ont des difficultés d’expression écrite, de calcul, de construction de
                              raisonnement... L’accent est donc mis sur un travail de lecture, d’écriture (éviter les difficultés
                              de vocabulaire), qui permet à l’élève d’échafauder son raisonnement, d’en garder une trace et
                              d’arriver à cerner un phénomène. »
                              Niveau « expert »
                              « La complexité du parcours augmente. Il s’agit ici de réfléchir, d’inventer, de chercher
                              l’information. »

                              Des systèmes d’aides, types jokers ou coups de pouces
                              Aides pour l’épisode 3 : question 6.b.
                              • nouvelle vitesse = ancienne vitesse – la diminution de vitesse
                              • attention aux unités : il faut convertir l’une des valeurs pour avoir un ensemble d’unités
                                 homogène.
                              • 290 m/s signifie que 290 m sont parcourus en 1s
                              • utiliser un tableau de proportionnalité
                              • aide supplémentaire :

                                                      DISTANCE                                                      TEMPS

                                                         290 m                                                         1s

                                                         ……. m                                                         1h

                                                        ……. km                                                         1h

                              Aides pour l’épisode 4
                              • des questions rédigées en anglais, traduites en français.
                              • épisode 4 entièrement en français.

                              Des activités menées en équipes
                              Option 1 : En binôme, 1h par séance.
                              Option 2 : Au sein d’une équipe de 8 personnes, distribution des 4 activités aux élèves.
                              • À charge pour les élèves de s’organiser pour réaliser un travail le plus efficace possible en
                                 1h30.
                              • Si une équipe est plus rapide, il est possible de lui demander de préparer un exposé oral
                                 (5 ou 10 min) pour rendre compte des 4 étapes du voyage de la sonde Rosetta. (Cahier des
                                 charges fourni aux élèves).

Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   4
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Épisode 1 : Rosetta, se rendre sur Chury
                              Supports d’activité
                                 LA MISSION ROSETTA

                                 Rosetta est une mission spatiale de l’Agence spatiale européenne (ASE/ESA) dont l’objectif principal est de
                                 recueillir des données sur la composition du noyau de la comète 67P Churyumov-Gerasimenko et sur son com-
                                 portement à l’approche du Soleil.
                                 Lien Vidéo 1 (Durée : 5 min 53 s)




                                                                   La sonde spatiale Rosetta - Source : Wikipédia

                                 L’ASSISTANCE GRAVITATIONNELLE

                                 L’assistance gravitationnelle consiste à faire passer une sonde spatiale très près d’une planète, à la frôler,
                                 pour créer un « effet fronde ».
                                 Lien vidéo 2 (Durée : 2 min 04 s)

                                 TRAJECTOIRE ET VITESSE D’UNE SONDE AU COURS D’UNE ASSISTANCE GRAVITATIONNELLE

                                 Trajectoire : ensemble des positions occupées par un point d’un objet au cours du temps.




                                                                       Source : schémas adaptés de Wikipédia




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016          5
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Consignes données à l’élève
                              Prendre connaissance des documents et répondre aux
                              questions.
                              1. Lorsqu’une sonde passe à proximité d’une planète,
                                  quels sont les effets constatés sur sa trajectoire ?
                              2. Lorsqu’une sonde passe à proximité d’une planète,
                                  quels sont les effets constatés sur sa vitesse ?
                              3. Quelle est la cause, l’origine de ces modifications ?
                                  Donner une explication.
                              4. D’après le doc. 3, à quel instant cette action est-elle la plus
                                  importante ? Justifier.
                              5. Est-ce une action d’attraction ou de répulsion ? Justifier.                       Autoportrait de la sonde spa-
                              6. En quoi le phénomène appelé assistance gravitationnelle                          tiale lors du survol de Mars.
                                                                                                                   Auteur : European Space
                                  (cela consiste à faire passer une sonde près d’une planète,
                                                                                                                   Agency. Source : Wikipedia
                                  en la frôlant) est-il intéressant dans le cas de voyage
                                  interstellaire ? Choisir.

                                   Cela permet de réaliser des photos de la surface d’une planète.                                   Vrai   Faux

                                   Cela permet d’augmenter la vitesse de la sonde.                                                   Vrai   Faux

                                   Cela permet de diminuer temporairement la masse de la sonde.                                      Vrai   Faux

                                   Cela permet d’économiser le carburant qui aurait dû être consommé par le moteur-fusée du          Vrai   Faux
                                   véhicule pour obtenir le même résultat.

                                   Cela permet de fabriquer des lanceurs (fusée Ariane) moins puissants et plus économiques          Vrai   Faux

                                   Cela permet de raccourcir le temps de voyage de la sonde.                                         Vrai   Faux


                              7.
                                           Le voyage de Rosetta, une stratégie complexe
                                           « Lorsque la sonde a été mise en orbite par le lanceur Ariane, sa vitesse par rapport au
                                           Soleil, dite vitesse héliocentrique, est égale à celle de la Terre soit 30 km/s. La sonde va
                                           frôler par la suite à trois reprises la Terre pour accélérer : sa vitesse héliocentrique va
                                           passer successivement à 33,8 km/s, 35,1 km/s et 38,7 km/s au dernier passage. L’assis-
                                           tance gravitationnelle de Mars, qui est mise en œuvre après le premier passage proche de
                                           la Terre, sert uniquement à modifier la trajectoire de Rosetta de manière à la faire longer à
                                           nouveau la Terre pour la deuxième assistance gravitationnelle. »
                                           Source : Wikipédia



                              a. Combien a-t-on utilisé d’assistances gravitationnelles pour la mission Rosetta ?
                              b. Que signifie « 30 km/s » ?
                              c. Quel gain total de vitesse a-t-on obtenu, grâce aux effets de l’assistance gravitationnelle ?




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016      6
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Épisode 2 : Rosetta, voyage dans l’espace
                              Version guidée
                              Question : Dans l’espace, si une sonde voyage dans le
                              vide intersidéral, en l’absence de frottements, comment
                              évolue son mouvement : la sonde ralentit, conserve son
                              mouvement, ou accélère ?
                              https://rosetta.cnes.fr
                              « ce document est extrait du site Internet du CNES.
                              Informations protégées - Tous droits réservés © CNES
                              (page modifiée le mercredi 16 décembre 2015 09:37:31) »


                                    Mon hypothèse (avant d’utiliser l’animation) : je pense que ...




                              • Utiliser maintenant l’animation Capsule pour vérifier cette hypothèse.


                                    Décrire votre démarche




                                    Observation du comportement de la capsule spatiale
                                    Préciser les données techniques recueillies.




                                    Conclusion sur le comportement d’une sonde spatiale




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   7
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Version « expert »
                              Question : Dans l’espace une sonde voyage dans le vide intersidéral en l’absence de
                              frottements. Comment évolue son mouvement ? La sonde ralentit, conserve son mouvement,
                              ou accélère ?

                              Ressources à votre disposition :

                                 SIMULATEUR GRAVITÉ ET ORBITES




                                                                                Animation 1 : Lien

                                 JEUX CAPSULE




                                                                                Animation 2 : Lien

                              Objectif : Vous rédigerez un compte rendu dans lequel :
                              • vous expliquerez comment vous avez utilisé les simulateurs,
                              • vous préciserez vos observations, les valeurs ou données techniques recueillies,
                              • vous détaillerez vos raisonnements, et la manière dont vous avez exploité les données
                                 recueillies,
                              • enfin, vous indiquerez votre conclusion.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   8
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Épisode 3 : Rosetta, à l’approche de Chury
                              Supports d’activité
                                 EXTRAIT D’UN ARTICLE. PUBLIÉ LE 3 AOÛT 2014

                                 « Rappelons qu’au mois de mai, la sonde se dirigeait encore vers la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko à la
                                 vitesse relative de 2 714 km/h (mais les deux objets, à savoir la sonde et la comète, se déplacent eux à 55 000
                                 km/h au sein du système solaire). Grâce à plusieurs allumages de ses propulseurs, Rosetta a progressivement
                                 réduit cette vitesse d’approche à seulement 11,5 km/h !




                                                                            Crédit : SA/Rosetta/MPS for OSIRIS
                                                                   TeamMPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
                                 La manœuvre de ce 3 août à 11h (heure française) qui a duré 13 minutes et quelques secondes a permis de
                                 «grignoter» encore quelques km/h et d’atteindre cette vitesse et aussi d’ajuster la trajectoire pour ne pas rater
                                 le rendez-vous prévu le 6 août prochain. À cette date, la sonde de l’Agence Spatiale Européenne mettra à nouveau
                                 en action ses propulseurs afin de réduire sa vitesse d’approche du noyau de la comète à 3,6 km/h ou 1 mètre
                                 chaque seconde, soit l’équivalent de quelqu’un qui marche. Autre but non moins important de cette manœuvre du
                                 6 août : placer Rosetta à 100 km de 67P un peu en avant d’elle par rapport à l’orbite que suit la comète autour du
                                 Soleil. Il faut savoir qu’à l’heure actuelle, grâce au suivi par transmission radio, les contrôleurs au sol connais-
                                 sent la position de Rosetta à 20 km près alors qu’elle se trouve à 400 millions de km de la Terre! »
                                 Source


                              Consignes données à l’élève
                              Prendre connaissance des documents et répondre aux questions.
                              1. D’après le l’extrait d’article, quel est le but de ces manœuvres à l’approche de Chury ?
                                  Choisir

                                 Augmenter la vitesse de la sonde par rapport à Chury.                                               Vrai       Faux

                                 Diminuer la vitesse de la sonde par rapport à Chury.                                                Vrai       Faux

                                 Synchroniser le mouvement de la sonde avec la comète Chury.                                         Vrai       Faux

                                 Positionner la sonde à proximité de Chury.                                                          Vrai       Faux

                                 Ralentir la comète Chury à l’aide des propulseurs de la sonde.                                      Vrai       Faux


                              2. Le 21 mai 2014, la sonde Rosetta engage une opération de « freinage » à l’approche
                                  de Chury. On considèrera que le mouvement de la sonde est rectiligne pendant cette
                                  manœuvre. Vous pouvez utiliser le lien ESA pour vous aider : la molette de la souris permet
                                  de zoomer et le pointeur de changer l’angle de vue.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016           9
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Entourer sur le schéma ci-dessous les moteurs à utiliser pour réussir cette manœuvre.




                              Aide : Utilisation de l’animation Capsule
                              3. Compléter avec les mots : égales, de plus en plus grandes, de plus en plus petites,
                                  décroissante, constante, croissante.
                              Le mouvement d’un objet est :
                              • Accéléré si la vitesse est …………………………………………………. Il parcourt alors des dis-
                                 tances………………………………………………………. pendant des intervalles de temps successifs
                                 égaux.
                              • Ralenti si la vitesse est …………………………………………………… Il parcourt alors des distances
                                 ………………………………………………………. pendant des intervalles de temps successifs égaux.
                              • Uniforme si la vitesse est …………………………………………………. Il parcourt alors des distances
                                 ……………………………………………pendant des intervalles de temps successifs égaux.
                              4. Donner un titre à chacun des graphiques ci-dessous : Utiliser les mots accéléré, uniforme,
                                  ralenti.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   10
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              5. Quel schéma ci-dessous correspond à un « freinage » de la sonde ? Justifier. Les positions
                                  successives de la sonde sont repérées à intervalles de temps réguliers.




                              6. La vitesse de la sonde par rapport au Soleil est alors d’environ 55 000 km/h. Les moteurs
                                  sont allumés pendant 441 min pour déduire sa vitesse de 290 m/s le 21/05/20142.
                                  a. Convertir 290 m/s en km/h.
                                  b. Calculer la nouvelle vitesse de la sonde, par rapport au Soleil, en km/ h3.




                              2. source
Retrouvez Éduscol sur
                              3. Voir les aides proposées pour cette question dans le paragraphe Des systèmes d’aides, types jokers ou coups de
                                  pouces de l’introduction.

   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016       11
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Épisode 4 : Rosetta, Philae et Chury
                              Supports d’activité
                                 PHILAE’S BOUNCY LANDING




                                                                                   Source image

                                 DONNÉES TECHNIQUES

                                 Sonde Rosetta = orbiteur + Philae (atterisseur)
                                                    2 970 kg +     100 kg
                                 Source d’énergie :
                                 • Orbiteur : 2 panneaux solaires de 14 m de long
                                 • Philae : panneaux solaires.



                                 Source : Wikipedia


Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   12
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                                 PHILAE, BATTERIES RECHARGÉES

                                 Lien Vidéo (durée : 58 s)
                                 Source France Info




                              Consignes données à l’élève
                              Prendre connaissance des documents et répondre aux questions
                              1. Pilotage de Rosetta et Philae
                                  a. À quelle distance de la Terre se trouve la sonde Rosetta quand Philae entame sa
                                     manœuvre de rencontre avec Chury ?
                                  b. Combien de temps met un ordre envoyé par le centre de contrôle depuis la Terre, et qui
                                      se déplace à la vitesse de la lumière, à arriver à la sonde ?
                                  c. Peut-on piloter Rosetta et Philae à distance pour contrôler l’atterrissage avec précision ?
                              2. « Accommétage de Philae »
                                 a. Qu’est-ce qu’un atterrissage ? un amerrissage ? un alunissage ? un appontage ?
                                     un accométage ?
                                 b. Combien de temps dure la première descente de Philae ? À quelle vitesse s’effectue-t-elle ?
                                 c. Que peut-on dire de la gravité sur Chury ? Comment pourrait-on expliquer ce phénomène ?
                                 d. Pour quelles raisons, Philae rebondit ?
                                 e. À quelle distance du premier point d’impact Philae retouche le sol ?
                                 f. Quelle est la durée du second envol ?
                              3. Ravitaillement de Philae
                                 a. Sachant qu’aucun ravitaillement n’est possible, quelle source d’énergie est utilisée, selon
                                    vous, pour que Philae et ses instruments scientifiques fonctionnent ?
                                 b. Quel problème est survenu lors de son arrivée définitive sur le sol de la comète ?




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   13
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Version « expert »
                              Le même support d’activité que pour la version guidée est utilisé. Seules les consignes
                              changent.

                              Objectif
                              À l’aide des documents, vous rédigerez un compte rendu expliquant « l’accométage »
                              de Philae.
                              En particulier, vous préciserez :
                              • pourquoi la manœuvre devait-être entièrement automatique (sans intervention du centre
                                 de contrôle)
                              • une description chronologique et détaillée de la manœuvre,
                              • les différents problèmes techniques rencontrés par Philae.

                              Document
                              6.550.453.435 km parcourus pendant 10 ans de voyage afin de se poser sur une comète aussi
                              grosse que … ça ! (source ESA)




                                                                                      Source
                              D’autres images le site de l’ESA




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   14
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              À toute vitesse !
                              Supports d’activité
                                 JEU CAPSULE




                                                                            Lien vers l’animation Capsule

                                 VOCABULAIRE

                                 Une droite indique une direction. Le sens sert à orienter. Il existe deux façons de parcourir une ligne droite.



                              Consignes données à l’élève
                              Remarque : les questions 3, 4 et 5 sont qualitatives, la notion de vecteur et donc de projection
                              sur un n’axe ne sont pas des attendus de fin de cycle, elles permettent de commencer
                              à construire une représentation de la vitesse qui intègre son sens et sa direction qui se
                              poursuivra au-delà du collège.

                                 Question 1 : À l’aide de l’animation, on obtient le panneau de vitesse ci-contre.
                                 a. Que signifie m / s ?
                                 b. La capsule se déplace dans quelle direction ?
                                 c. La capsule se déplace dans quel sens ?




                                 Question 2 : À l’aide de l’animation, on obtient le panneau de vitesse suivant :
                                 a. La capsule se déplace dans quelle direction ?
                                 b. La capsule se déplace dans quel sens ?




                                 Question 3 :
                                 Quelle information donne Vx ?
                                 …
                                 Quelle information donne Vy ?
                                 …



                                 Question 4 : À l’aide de l’animation, on obtient le panneau de vitesse ci-contre :
                                 Quelle signification peut-on donner aux signes - ?




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016           15
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                                 Question 5 : NE PAS UTILISER L’ANIMATION
                                 À l’aide de l’animation, on obtient le panneau de vitesse ci-contre :
                                 D’après vos observations précédentes, prévoir comment se déplace la capsule.
                                 Représenter qualitativement la direction du mouvement sur le schéma ci-
                                 dessous :




                              À propos de la contextualisation
                              Les activités proposées précédemment s’appuient sur une forte contextualisation des
                              contenus du programme de cycle 4. Il semble opportun de rappeler que si la contextualisation
                              est importante, elle n’est pas suffisante.


                                    « Un apprentissage n’est libérateur que dans la mesure où ses acquis sont transférables »
                                    TARDIF, Jacques.
                                    Le transfert des apprentissages. Chap.1



                              En effet, le transfert de connaissance se produit lorsqu’une connaissance acquise dans un
                              contexte particulier peut être reprise d’une façon judicieuse et fonctionnelle dans un nouveau
                              contexte, lorsqu’elle peut être recontextualisée.
                              D’après Jacques TARDIF, dans cette optique, l’organisation des séances pourra s’articuler
                              « autour de la triade » : «contextualisation – décontextualisation - recontextualisation ».

                              La contextualisation
                              Elle contribue à donner du sens à un nouveau savoir ou savoir-faire. L’objectif de cette
                              étape est de sensibiliser les élèves aux enjeux du sujet en prenant appui sur des documents
                              permettant de susciter la curiosité et le questionnement. Cette étape mobilise fortement
                              des compétences transversales de lecture, d’écriture, d’expression orale et de traitement de
                              l’information.

                              La décontextualisation
                              Il s’agit, dans cette étape, de faire apparaître les contenus disciplinaires qui sont en lien avec
                              le contexte dégagé dans l’étape précédente. La trace écrite, qui en découle, synthétise et
                              organise les connaissances. Il s’agit en quelque sorte d’un savoir (ou savoir-faire) « théorisé »,
                              libéré d’un contexte, placé à distance.

                              La recontextualisation
                              Les contenus disciplinaires ayant été établis, il s’agit dans cette dernière étape de les rendre
                              opérationnels dans une situation nouvelle. L’enseignant s’attachera alors à expliciter les
                              conditions qui justifient le transfert des connaissances.
                              Ces deux dernières étapes sont intimement liées et un va-et-vient peut y être opéré.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   16
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              Conclusion
                              Il faut donc considérer les activités proposées comme faisant partie d’un tout, au service d’une
                              logique spiralaire, où le retour sur un savoir (ou savoir-faire) par des entrées différentes,
                              permet d’ancrer les apprentissages durablement.
                              Exemple : traiter les thèmes abordés précédemment sous l’angle des chutes libres.

                              Références
                              • « Stratégie pour favoriser le transfert des connaissances » Tardif, J. & Meirieu, Ph. (1996),
                              • Vie pédagogique, n° 98, mars-avril, pp. 7.
                              • « Pour des pratiques pédagogiques revitalisées », éditions MultiMondes, p19, ISBN :
                                 2-921146-88-6
                              • Le professeur de sciences physiques et le nouveau programme du tronc commun de la
                                 classe de seconde

                              À propos des textes, images ou autres documents cités
                              Wikipédia
                              Le contenu du site Wikipedia a vocation à être réutilisés et diffusés. Les conditions sont
                              explicitées ici. Le contenu de wikipedia utilisé dans cette ressource est sous licence CC-BY-SA
                              3.0 et a parfois fait l’objet de modifications.

                              Site CNES
                              Le CNES accorde à l’utilisateur un droit personnel, gratuit, non exclusif et non transférable
                              d’accès et d’utilisation de son site Internet. Tout autre droit est expressément exclu.
                              En conséquence, et de manière non exhaustive, les droits de (i) reproduire, représenter,
                              adapter et/ou traduire, (ii) extraire, ou (iii) de créer tout travail dérivé de tout ou partie du site
                              Internet du CNES et/ou de contenus y afférent, sont formellement et strictement interdits en
                              dehors du cadre strictement limité à l’exception de copie privée ou à visée éducative.
                              Dans les cas de copie privée ou à visée éducative, toute reproduction par l’utilisateur de
                              données doit s’accompagner, de manière lisible et claire, de la mention suivante : « ce
                              document est extrait du site Internet du CNES. Informations protégées - Tous droits réservés
                              © CNES (+ année publication) »


                              Cité de l’espace
                              Les documents du site (articles) sont libres d’utilisation à condition que la source soit citée.
                              Les images peuvent être utilisées dans un document pédagogique à condition de citer les
                              crédits.

                              Animation capsule
                              La conception et la réalisation sont l’œuvre de Adrien Willm. Site Ostralo.net
                              Les cahiers pédagogiques :
                              Tous les contenus du site sont soumis à une licence Créative commons donnant le droit de les
                              reproduire et de les communiquer en respectant les principes suivants :
                              • le nom de l’auteur original et les Cahiers pédagogiques doivent être cités ;
                              • l’utilisation à des fins commerciales est interdite ;
                              • les contenus ne doivent pas être modifiés, adaptés ni transformés.
                              Mentions légales des cahiers pédagogiques


Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   17
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
  Mouvement et interactions




                              ESA
                              Il est possible d’utiliser des images ou vidéos de l’ESA à des fins éducatives et informatives,
                              voir lien site.

                              L’actualité de Rosetta
                              • Lien site Letemps.ch
                              • Twitter ESA Rosetta
                              • Twitter Philae
                              • Blog ESA

                              Pour en savoir plus sur l’assistance gravitationnelle
                              • L’effet de Fronde gravitationnelle sur le site culture sciences physique.
                              • Assistance gravitationnelle, sur le site Sciences de l’université de Nantes




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016   18
