Plan de Leçon Teknis | Gravitation : Force gravitationnelle

Objectif

Durée: 10 - 15 minutes

Cette étape vise à introduire les élèves au concept de gravitation, en soulignant l'importance de savoir calculer les forces gravitationnelles et leur pertinence dans le monde du travail. C'est une base théorique essentielle qui sera mise en pratique lors d'activités expérimentales et concrètes, favorisant un apprentissage significatif et applicable à des situations réelles.

Objectif Utama:

1. Calculer la force gravitationnelle de la Terre en fonction de son rayon.

2. Calculer la gravité d'autres planètes en fonction de leur masse, de leur rayon et de la constante gravitationnelle.

Objectif Sampingan:

1. Comprendre l'application pratique des formules gravitationnelles en lien avec le marché du travail.
2. Développer des aptitudes en résolution de problèmes à travers des mini-défis pratiques.

Introduction

Durée: 10 - 15 minutes

Cette étape vise à introduire les élèves au concept de gravitation, en soulignant l'importance de savoir calculer les forces gravitationnelles et leur pertinence dans le monde du travail. C'est une base théorique essentielle qui sera mise en pratique lors d'activités expérimentales et concrètes, favorisant un apprentissage significatif et applicable à des situations réelles.

Curiosités et Connexion au Marché

 Curiosité : Saviez-vous que la gravité sur la Lune est environ un sixième de celle de la Terre ? Cela permet à un astronaute de sauter jusqu'à six fois plus haut sur la Lune ! ️ Lien avec le marché : Les entreprises comme SpaceX et la NASA utilisent des calculs gravitationnels pour planifier les lancements et les parcours des fusées. De plus, l'industrie des satellites utilise ces calculs pour positionner et maintenir les satellites en orbite, ce qui est essentiel pour des services comme le GPS, les télécommunications et la météo.

Contextualisation

La gravité est l'une des forces essentielles qui régissent l'univers. De l'orbite des planètes autour du Soleil aux pommes tombant des arbres, la force gravitationnelle est omniprésente dans notre quotidien, souvent de manière invisible. Savoir comment cette force agit nous aide à comprendre les phénomènes de la nature et à concevoir des technologies courantes comme les satellites de communication et les systèmes GPS.

Activité Initiale

Question Provocatrice : "Et si la Terre était deux fois plus grande ? Comment cela influencerait-il la force gravitationnelle que nous ressentons ?" Vidéo Courte : Diffuser une courte vidéo (3-5 minutes) qui illustre de manière visuelle la force gravitationnelle et son importance. Vidéo recommandée : "How Gravity Works" sur YouTube.

Développement

Durée: 40 - 50 minutes

Cette étape a pour but d'approfondir la compréhension des élèves sur la gravitation à travers des activités pratiques et stimulantes. En élaborant des modèles et en résolvant des problèmes concrets, les élèves appliquent les notions théoriques de manière pratique, développant ainsi des compétences en résolution de problèmes et en collaboration, tout en reconnaissant l'importance de ces connaissances dans le monde du travail et leur vie quotidienne.

Sujets

1. Loi de Newton sur la Gravitation Universelle

2. Formule de la force gravitationnelle : F = G * (m1 * m2) / r^2

3. Constante gravitationnelle universelle (G)

4. Calcul de la force gravitationnelle sur Terre

5. Calcul de la gravité sur d'autres planètes

Réflexions sur le Sujet

Encouragez les élèves à réfléchir sur la manière dont la compréhension de la force gravitationnelle peut être appliquée dans diverses professions, comme l'ingénierie aérospatiale, la météorologie et même les technologies de communication. Posez-leur des questions sur l'usage de cette connaissance pour résoudre des problèmes concrets et améliorer notre quotidien.

Mini Défi

Construire un Modèle de Gravitation

Les élèves travailleront en équipes pour créer un modèle physique illustrant la force gravitationnelle entre deux objets. Ils utiliseront des matériaux simples comme des boules de styromousse, des fils et des dynamomètres pour représenter des corps célestes et mesurer les forces en présence.

1. Former des groupes de 3 à 4 élèves.

2. Fournir les matériaux nécessaires : boules de styromousse, fils, dynamomètres, règle et calculatrice.

3. Instruire les élèves à suspendre deux boules de styromousse de tailles variées à un fil et mesurer la distance qui les sépare.

4. Demander de calculer la force gravitationnelle en utilisant la formule F = G * (m1 * m2) / r^2.

5. Aider les élèves à consigner les résultats et à les comparer avec les valeurs théoriques.

6. Encourager la discussion sur les différences entre les valeurs calculées et attendues.

L'objectif de cette activité est de permettre aux élèves de visualiser et de comprendre l'application pratique de la formule de la force gravitationnelle, tout en développant des compétences en travail d'équipe et en résolution de problèmes.

**Durée: 25 - 30 minutes

Exercices d'Évaluation

1. Calculer la force gravitationnelle entre deux objets de masses 5 kg et 10 kg séparés par une distance de 2 mètres. Utiliser G = 6,674 × 10^-11 N(m/kg)^2.

2. Déterminer la force gravitationnelle entre la Terre (masse = 5,97 × 10^24 kg) et un satellite de 1000 kg à 300 km au-dessus de sa surface. Considérer le rayon de la Terre comme étant 6 371 km.

3. Calculer la gravité à la surface de Mars, sachant que sa masse est de 6,42 × 10^23 kg et son rayon de 3,39 × 10^6 m.

Conclusion

Durée: 10 - 15 minutes

Cette étape vise à renforcer les connaissances acquises par les élèves, en créant un moment pour la réflexion et la discussion. En récapitulant le contenu principal et en liant théorie et pratique, les élèves comprennent mieux la pertinence du sujet par rapport à leur vie et leurs futures carrières. La discussion et la réflexion favorisent un apprentissage plus profond et significatif, incitant les élèves à appliquer ces connaissances dans descontextes réels.

Discussion

 Discussion : Animer une discussion guidée avec les élèves sur les points importants abordés durant la leçon. Demandez-leur comment la théorie de la gravitation de Newton se relie aux activités pratiques, comme la construction de modèles et les exercices de fixation. Encouragez-les à réfléchir aux applications concrètes des connaissances acquises, en considérant des exemples dans des domaines comme l'ingénierie aérospatiale et la technologie des satellites. Invitez les élèves à partager leurs observations et leurs perceptions sur les différences entre les valeurs théoriques et pratiques rencontrées durant le mini-défi.

Résumé

 Résumé : Récapitulez les principales idées présentées durant la leçon, y compris la Loi de Newton sur la Gravitation Universelle, la formule de la force gravitationnelle (F = G * (m1 * m2) / r^2), la constante gravitationnelle universelle (G), le calcul de la force gravitationnelle sur Terre et la gravité sur d'autres planètes. Soulignez comment ces concepts ont été appliqués lors des activités pratiques et des exercices de fixation.

Clôture

 Clôture : Expliquez comment la leçon a fait le lien entre théorie, pratique et applications réelles de la gravitation. Mettez en évidence l'importance de comprendre la force gravitationnelle dans divers domaines et sur le marché du travail, notamment l'ingénierie aérospatiale, la météorologie, et les technologies de communication. Insistez sur le fait que les connaissances acquises durant la leçon sont directement pertinentes pour la vie quotidienne des élèves et pour le développement de technologies qui améliorent notre quotidien. Soulignez également l'importance de la résolution de problèmes et du travail d'équipe, qui sont des compétences essentielles dans toutes les professions.