Plan de Leçon Teknis | Cinématique : Mouvement Vertical

Objectif

Durée: 10 à 15 minutes

Cette séquence vise à familiariser les élèves avec la cinématique appliquée au mouvement vertical, en mettant en lumière l’importance de maîtriser les variables clés pour ce type de déplacement. Acquérir ces compétences pratiques est indispensable non seulement pour comprendre la théorie physique, mais également pour des applications concrètes dans des secteurs variés comme l’ingénierie, la construction ou encore l’analyse des performances dans des situations de chute et de lancement.

Objectif Utama:

1. Calculer les distances parcourues dans un mouvement vertical.

2. Déterminer la distance, la vitesse finale et le temps d’un objet en chute ou lancé verticalement.

Objectif Sampingan:

1. Analyser les relations entre les variables lors d’un mouvement vertical par le biais d’expériences concrètes.
2. Développer des compétences en résolution de problèmes en appliquant les formules physiques à des situations de la vie courante et au monde professionnel.

Introduction

Durée: (10 à 15 minutes)

Cette première phase a pour but d’initier les élèves au phénomène du mouvement vertical en insistant sur la nécessité de comprendre et de calculer les paramètres essentiels à ce type de déplacement. Elle pose les jalons pour l’application de ces notions dans divers contextes professionnels tels que l’ingénierie, la construction et l’analyse de performance dans le domaine sportif.

Curiosités et Connexion au Marché

 Curiosités et Lien avec le Monde Professionnel :

En ingénierie, comprendre le mouvement vertical est essentiel pour concevoir des structures fiables, comme les ponts et les gratte-ciel. Dans l’industrie du divertissement, les animateurs et concepteurs de jeux s’appuient sur ces notions pour créer des mouvements naturels. Dans le sport, entraîneurs et analystes utilisent la cinématique pour optimiser la performance et la sécurité des sportifs, en étudiant par exemple la trajectoire d’une balle dans différentes conditions de lancement.

Contextualisation

Imaginez que vous lancez un objet en l’air et que vous suivez sa trajectoire. Ce mouvement vertical n’est pas seulement visible dans les loisirs, il est aussi fondamental dans des domaines variés, de la construction d’édifices aux lancements de fusées, en passant par l’analyse d’accidents. Savoir calculer la distance, la vitesse et le temps de parcours d’un objet en mouvement vertical permet de prévoir et d’optimiser des situations concrètes.

Activité Initiale

⚡ Activité d’Ouverture :

Question Déclencheuse : « Que se passerait-il si on lançait une balle dans un environnement sans air ? » Courte Vidéo : Diffuser une vidéo d’environ 2 minutes montrant la trajectoire d’un objet en chute libre et en lancement vertical (disponible sur YouTube). Échange Rapide : Inviter les élèves à discuter en petits groupes de leurs observations et à formuler des hypothèses sur le comportement d’un objet en mouvement vertical.

Développement

Durée: 70 à 75 minutes

Cette phase approfondit la compréhension des mouvements verticaux à travers des activités pratiques et des moments de réflexion. Elle permet d’exercer les compétences de mesure, de calcul et d’analyse, essentielles pour relier théories et applications concrètes sur le marché du travail.

Sujets

1. Les bases du mouvement vertical

2. Les équations du mouvement uniformément accéléré

3. L’influence de la gravité sur le mouvement vertical

4. Calcul de la distance, de la vitesse finale et du temps de parcours

Réflexions sur le Sujet

Amener les élèves à réfléchir sur l’impact des mouvements verticaux dans des domaines concrets comme la sécurité dans le bâtiment, la précision dans le sport et l’efficacité dans les projets d’ingénierie. Les inviter à envisager comment appliquer ces notions dans leur quotidien ou sur le marché du travail.

Mini Défi

Réalisation d’une Expérience de Chute Libre

Les élèves réaliseront une expérience simple pour mesurer le temps de chute d’un objet à partir d’une hauteur donnée, puis en déduiront la vitesse finale et la distance parcourue.

1. Former des petits groupes dans la classe.

2. Fournir le matériel nécessaire : chronomètres, rubans à mesurer, divers objets (par exemple, des sphères) et une feuille pour enregistrer les mesures.

3. Demander aux groupes de choisir une hauteur fixe (par exemple 2 mètres) à partir de laquelle ils lanceront les objets.

4. Mesurer le temps nécessaire pour que chaque objet touche le sol à l’aide des chronomètres.

5. Consigner les temps mesurés et répéter l’expérience plusieurs fois pour obtenir une moyenne fiable.

6. Utiliser la formule du mouvement uniformément accéléré (h = ½ g t²) pour calculer la vitesse finale et la distance parcourue.

7. Chaque groupe présentera ses résultats et discutera des facteurs pouvant influencer l’expérience, comme la résistance de l’air.

Cette activité permet aux élèves de mettre en pratique les concepts du mouvement vertical en effectuant des mesures et des calculs, tout en favorisant le travail en équipe et le développement des compétences en résolution de problèmes.

**Durée: 40 à 45 minutes

Exercices d'Évaluation

1. Calculer la distance parcourue par un objet en chute libre depuis une hauteur de 5 mètres (en prenant g = 9,8 m/s²).

2. Pour un objet lancé vers le haut avec une vitesse initiale de 15 m/s, déterminer le temps nécessaire pour atteindre la hauteur maximale.

3. Un objet est lâché d’une hauteur de 20 mètres. Calculer la vitesse à l’impact avec le sol.

4. Un objet lancé verticalement revient à son point de départ en 4 secondes. Calculer la hauteur maximale atteinte.

Conclusion

Durée: (10 à 15 minutes)

L’objectif de cette conclusion est de renforcer l’apprentissage des élèves en consolidant la compréhension des applications pratiques du mouvement vertical. Par la réflexion et la discussion, les élèves apprennent à faire le lien entre théorie et réalité professionnelle.

Discussion

 Discussion :

Organiser un échange avec les élèves sur leurs expériences et découvertes réalisées durant la séance. Recueillir les difficultés rencontrées et les solutions trouvées. Encourager les élèves à réfléchir sur l’application des concepts du mouvement vertical dans des situations concrètes, que ce soit en ingénierie, dans le sport ou dans d’autres domaines professionnels.

Résumé

 Récapitulation :

Reprendre les principaux points abordés, notamment les bases du mouvement vertical, les équations du mouvement accéléré et l’impact de la gravité, ainsi que les calculs de distance, vitesse finale et temps de parcours dans une chute libre.

Clôture

✨ Clôture :

Montrer comment la séance a su allier théorie et pratique à travers des expériences et des exercices de calcul, en démontrant l’utilité des concepts étudiés dans des applications réelles. Insister sur l’importance de comprendre le mouvement vertical pour des domaines aussi variés que la construction, le secteur du divertissement ou l’analyse de performances sportives.