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Informer et accompagner
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les professionnels de l’éducation CYCLES 2 3 4
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PHYSIQUE-CHIMIE
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Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Pistes pour la construction d’une progression sur le thème
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« Mouvement et interactions »
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PRÉREQUIS (PROGRAMME DU CYCLE 3) : « OBSERVER ET DÉCRIRE DIFFÉRENTS TYPES DE MOUVEMENTS »
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Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne.
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• Mouvement d’un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur).
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• Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire.
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Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d’un objet.
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• Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne.
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ATTENDUS DE FIN DE CYCLE 4
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• Caractériser un mouvement.
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• Modéliser une interaction par une force caractérisée par une direction, un sens et une valeur.
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Retrouvez Éduscol sur
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 1
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Explicitation de la progression
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Cet exemple de progression n’a pas vocation à être modélisant. D’autres choix sont possibles. D’autres progressions sont ainsi proposées dans la ressource
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Aide à la construction d’une progression en physique chimie au cycle 4.
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Les ressources Description de la proposition de progression des apprentissages
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« Évaluation
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Un point de départ de cette progression peut être une évaluation diagnostique. Une évaluation diagnostique n’est pas une simple évaluation des acquis du
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diagnostique -
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Caractérisation
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cycle 3 : une évaluation diagnostique permet d’évaluer les connaissances et les compétences des élèves avant les apprentissages. L’évaluation diagnostique
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d’un mouvement » proposée ici dépasse les attendus de la fin du cycle 3, elle pourra donc être réutilisée après apprentissage pour identifier les progrès des élèves.
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sont disponibles • Si les éléments essentiels à la description des mouvements sont abordés en classe de 5e, ils sont régulièrement réinvestis en 4e et 3e.
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en téléchargement.
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• L’appropriation de la relation entre vitesse, durée et distance est progressive et elle n’est pas un préalable aux calculs de vitesse, de temps de parcours ou
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distance parcourue. Les valeurs de ces grandeurs peuvent, dans un premier temps, être calculées à partir de valeurs numériques données sans chercher
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à « appliquer une formule », mais en analysant les grandeurs données. On accepte la coexistence de lettres et de nombres, ce qui exige l’identification des
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grandeurs et le choix de bonnes unités. La formalisation mathématique par une relation littérale qui permet calculer une des trois grandeurs à partir des
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deux autres n’étant travaillée qu’en troisième : la maîtrise de la relation d=v.Δt n’est attendue qu’en fin de cycle.
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• En fin de cycle 3, les élèves ne connaissent que la dimension scalaire de la vitesse. En cinquième, ces acquis sont confortés par des mesures et calculs de
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valeur de vitesse, et complétés par l’ajout des caractéristiques direction et sens de cette grandeur, la notion de vecteur vitesse étant hors programme.
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• Dans cette progression, la classe de 4ème centre les apprentissages sur les mesures et calculs de distances à partir de durée de parcours en lien avec le
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thème « des signaux pour observer communiquer » notamment.
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L’intérêt des programmes de cycle ou programmes curriculaires est d’augmenter la durée d’exposition aux notions : ils permettent d’aborder les notions
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plus tôt et de construire la démarche experte de manière progressive. C’est pourquoi cette proposition de progression aborde la notion d’interaction de
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contact ou à distance dès la classe de quatrième, la modélisation par une force étant traitée en 3e.
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Le tableau, page suivante, présente de façon plus détaillée cette proposition de progression.
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Supports d’apprentissage et scénarios pédagogiques
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Liens avec les autres thèmes du programme
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Le thème « des signaux pour observer et communiquer » et la partie « Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers » peuvent être traités
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simultanément à ce thème et fournissent des supports d’enseignement concrets.
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Choix des supports d’apprentissage et des scénarios d’apprentissage
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Ils conditionnent aussi les compétences qui seront travaillées. Si le travail sur le mouvement des planètes conduit à des études documentaires ou
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l’utilisation de logiciels de simulation, il est essentiel de prévoir des situations expérimentales qui permettent aux élèves de mesurer des vitesses,
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des forces mais aussi d’expérimenter pour confronter leurs représentations à la réalité.
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Liens avec les autres disciplines
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L’étude du thème « Mouvement et interactions » est particulièrement propice à des échanges interdisciplinaires avec les mathématiques et l’EPS. La ressource
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Comment optimiser une performance en lancer de Vortex® ? propose par exemple la mise en œuvre d’une séquence bidisciplinaire en lien avec l’EPS.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 2
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Exemple de progression sur le thème « Mouvement et interactions »
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NIVEAU 5E NIVEAU 4E NIVEAU 3E
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CARACTÉRISER UN MOUVEMENT
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Evaluation diagnostique afin d’évaluer les connaissances et les • Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas Cet attendu de fin de cycle est entretenu en classe de 3e, en parti-
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compétences des élèves avant les apprentissages (voir un exemple d’un mouvement uniforme ou d’une propagation à vitesse culier dans la partie « Modéliser une interaction ».
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d’évaluation diagnostique : « caractérisation d’un mouvement »). constante. En mécanique, la caractérisation du mouvement d’un objet peut
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• Mouvements rectilignes et circulaires. Calculer une distance à connaissant le temps de parcours et la être complétée par une étude énergétique.
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Distinguer le mouvement du repos. Introduire la notion de réfé- vitesse et inversement. • Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas
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rentiel pour comprendre la relativité des mouvements dans des Cette notion est réinvestie en prenant appui sur la partie « Des d’un mouvement uniforme.
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cas simples (train qui démarre le long d’un quai) et appréhender la signaux pour observer et communiquer ». Maîtrise de la relation d=v.Δt
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notion d’observateur immobile ou en mouvement. Exploiter expérimentalement la propagation rectiligne de la lu-
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Caractériser la trajectoire d’un objet et identifier des trajectoires mière.
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rectilignes ou circulaires. L’année lumière.
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Décrire la structure du système solaire (Thème Organisation et Relier la distance parcourue par un son à la durée de propagation.
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transformation de la matière), le travail sur les trajectoires permet
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de construire les connaissances et compétences liée à cette partie Activités possibles : travail en lien avec l’Histoire des Sciences concer-
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du programme. nant les expériences faites pour prouver que la propagation lumière
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n’est pas instantanée, la détermination de sa vitesse et ses applications
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Activités possibles à partir de diverses situations (utilisation d’une web- pour mesurer des distances.
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cam, vidéo, expériences simples, animations, activité documentaires).
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Utilisation de signaux lumineux ou sonores pour calculer des distances
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• Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas avec : calcul de la distance Terre – Lune, détermination de la profon-
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d’un mouvement uniforme. deur des fonds marins, échographie…
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Mesurer ou calculer de vitesses à partir du repérage de positions • Relativité du mouvement
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en fonction du temps, d’une distance parcourue pendant une durée
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donnée Réinvestissement de la notion vue en 5e (dans des situations
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simples de la vie quotidienne), avec application à l’observation du
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Estimer quelques ordres de grandeur de vitesses usuelles. ciel : planètes, Lune et Soleil, visualisation de trajectoires de pla-
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Les calculs de conversion systématiques sont à éviter : ils n’ont de nètes vues de la Terre…
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sens que si l’on cherche à comparer des vitesses (celle d’Usain Bolt
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et celle d’un cycliste randonneur par exemple).
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• Vitesse : direction, sens et valeur.
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Caractériser la vitesse d’un objet : valeur, direction et sens.
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Repérer les mouvements au cours desquels la direction de la
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vitesse est modifiée.
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Travail sur la structure du système solaire
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• Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au
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cours du temps en direction ou en valeur.
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Caractériser un mouvement uniforme.
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Identifier des mouvements uniformes et non uniformes.
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Activités possibles : en lien avec l’EPS (courses de régularité,
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course d’élan…) ; vitesse d’une planète ou d’un satellite sur son
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orbite, travail sur vidéos, chronophotographie (voir séquence
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« Comment optimiser une performance en lancer de Vortex® »).
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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NIVEAU 4E NIVEAU 3E
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MODÉLISER UNE INTERACTION PAR UNE FORCE CARACTÉRISÉE PAR UNE DIRECTION, UN SENS ET UNE VALEUR
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• Identifier des interactions mises en jeu (de contact ou à dis- • Modéliser une interaction par une force.
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tance). Associer la notion d’interaction à la notion de force (valeur, direction
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Réinvestir les trajectoires des planètes pour introduire la notion et sens)
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d’interaction et présenter l’existence l’interaction gravitationnelle Mesurer une force à l’aide d’un dynamomètre.
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sans en donner obligatoirement l’expression de la force mais en
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indiquant qu’elle dépend des masses et de la distance. • Force de pesanteur et son expression P = mg.
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Identifier les actions sur un objet en mouvement ou au repos dans Détermination de la relation de proportionnalité entre poids et
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des cas simples en distinguant les interactions de contact et les masse P = mg.
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interactions à distance. Pesanteur sur la Terre et sur la Lune, différence entre poids et
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Activités possibles : bille métallique avec ou sans aimant, pendule, masse (unités).
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situations statiques… • Exploiter l’expression littérale scalaire de la loi de gravitation
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Cette identification de l’interaction peut se faire par une description universelle, la loi étant fournie.
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ou par l’utilisation du diagramme objet interaction. Retrouver P = mg en analysant l’expression de la force de gravi-
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Même si les notions suivantes ne sont pas explicitement au pro- tation universelle, avec la masse de la Terre, la distance entre le
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gramme, elles peuvent être introduites de manière expérimentale centre de la Terre et le sol et la constante gravitationnelle G pour
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sans chercher à les formaliser : retrouver l’intensité de la pesanteur sur Terre g.
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• persistance du mouvement rectiligne uniforme en l’absence Même si ce n’est pas exigible à ce niveau il est possible de justifier
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d’interaction (frottement) ; la différence de pesanteur sur la Lune et sur la Terre.
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• actions produisant ou modifiant un mouvement. C’est l’occasion de travailler sur les relations et les calculs (lien
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mathématique avec la vitesse pour comparer l’utilisation des deux
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relations).
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Même si cette notion n’est pas explicitement au programme, elle
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peut être introduite de manière expérimentale sans chercher à la
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formaliser :
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• situation d’équilibre statique (balance, ressort, force musculaire).
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