Plan de Cours | Méthodologie Active | Cinématique : Mouvement oblique

Hypothèses: Ce Plan de Cours Actif suppose : une durée de cours de 100 minutes, une étude préalable des élèves à la fois avec le Livre et le début du développement du Projet, et qu'une seule activité (parmi les trois suggérées) sera choisie pour être réalisée pendant le cours, car chaque activité est conçue pour occuper une grande partie du temps disponible.

Objectif

Durée: (5 - 10 minutes)

La phase d'objectifs est essentielle pour orienter à la fois l'enseignant et les élèves dans le déroulement de la leçon. En définissant clairement les buts, les élèves comprennent mieux l'intérêt de chaque activité proposée et voient comment celles-ci vont développer leur capacité à décomposer et à calculer les différents aspects du mouvement des projectiles. Cela permet d'optimiser l'utilisation du temps en classe et de renforcer l'efficacité de l'apprentissage.

Objectif Utama:

1. Décomposer le mouvement d'un projectile en sa composante horizontale (mouvement uniforme) et verticale (mouvement uniformément accéléré).

2. Calculer les grandeurs physiques liées au mouvement des projectiles, telles que le temps, le déplacement et la vitesse, en s'appuyant sur les formules et concepts cinématiques.

Objectif Tambahan:

1. Développer des compétences en résolution de problèmes et en analyse par l'application concrète de concepts théoriques en physique.

Introduction

Durée: (15 - 20 minutes)

L'introduction vise à capter l'attention des élèves en mobilisant leurs acquis sur le mouvement des projectiles au moyen de situations-problèmes proches de la réalité. En illustrant la pertinence du sujet par des exemples concrets et historiques, les élèves sont motivés à voir la physique comme une science vivante, essentielle tant pour l'innovation technologique que pour la vie de tous les jours.

Situation Basée sur un Problème

1. Imaginez qu'une balle soit lancée sous un angle afin d'atteindre un panier situé à une certaine distance. Comment déterminer sa portée et sa hauteur maximale ?

2. Pensez à une fusée lancée avec un certain angle par rapport au sol. Quels paramètres faut-il prendre en compte pour calculer où et quand elle retouchera le sol ?

Contextualisation

La cinématique du mouvement des projectiles est fondamentale pour comprendre les phénomènes du quotidien et les avancées technologiques. Que ce soit des joueurs de basket cherchant le tir parfait ou des ingénieurs définissant la trajectoire de satellites, la maîtrise de ce type de mouvement a une importance pratique considérable. De plus, les récits d'innovations scientifiques, comme les premières observations de Galilée sur les trajectoires, peuvent inspirer les élèves en montrant le lien étroit entre la physique et le progrès humain.

Développement

Durée: (5 - 10 minutes pour l'explication de l'activité, 60 - 70 minutes pour la réalisation de l'activité choisie)

La phase de développement permet aux élèves de mettre en pratique leurs acquis en cinématique à travers des activités interactives et amusantes. En combinant théorie et pratique, ils stimulent leur réflexion, leur collaboration et leur créativité, tout en approfondissant leur compréhension des concepts étudiés.

Suggestions d'Activités

Il est recommandé de ne réaliser qu'une seule des activités suggérées

Activité 1 - Le Duel des Projectiles

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: Appliquer les notions de décomposition du mouvement et de calcul de trajectoire dans un contexte à la fois pratique et compétitif.

- Description: Dans cette activité, les élèves participent à une compétition amicale où chaque groupe doit lancer un projectile (une boule de papier) afin d'atteindre une cible située à une certaine distance. Le défi consiste à calculer l'angle et la force nécessaires pour que le projectile atteigne la cible, en tenant compte de la décomposition de son mouvement.

- Instructions:

• Divisez la classe en groupes de maximum 5 élèves.

• Chaque groupe reçoit une boule de papier et doit déterminer l'angle et la force adéquats pour atteindre la cible.

• Les élèves appliquent les formules cinématiques pour effectuer leurs calculs.

• Chaque groupe réalise trois lancers en notant soigneusement les résultats obtenus.

• Après les essais, chaque groupe présente ses calculs et observations, en expliquant ce qui a fonctionné ou non.

Activité 2 - Mission vers l'Espace

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: Mettre en pratique les concepts théoriques de la cinématique pour planifier et exécuter le lancement d'une fusée, en intégrant les calculs du mouvement des projectiles.

- Description: Les élèves doivent concevoir la trajectoire d'une fusée en papier. L'objectif est de faire en sorte que la fusée atteigne une hauteur maximale avant de revenir atterrir dans une zone déterminée. Ils calculeront les différentes composantes du mouvement et ajusteront leurs lancers en fonction de leurs prévisions théoriques.

- Instructions:

• Formez des groupes de maximum 5 élèves et fournissez-leur le matériel nécessaire pour construire une fusée en papier.

• Expliquez qu'ils doivent déterminer l'angle et la force de lancement permettant d'optimiser la hauteur tout en assurant le retour à la zone d'atterrissage.

• Les élèves utilisent les équations du mouvement des projectiles pour planifier le lancement.

• Chaque groupe effectue trois tentatives de lancement.

• Terminez par une discussion de groupe sur les écarts entre théorie et pratique et les ajustements réalisés.

Activité 3 - Archers du Savoir

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: S'exercer au calcul et à l'exécution du mouvement des projectiles dans un cadre ludique et stimulant, favorisant ainsi l'application concrète des notions théoriques.

- Description: À l'aide de petits arcs et flèches jouets, les élèves, répartis en groupes, doivent viser des cibles disposées dans la salle ou sur le terrain. Le défi consiste à calculer l'angle et la force idéaux pour toucher les cibles en appliquant les principes du mouvement des projectiles.

- Instructions:

• Organisez les élèves en groupes de maximum 5.

• Distribuez des arcs et des flèches jouets et installez les cibles à différentes distances.

• Les élèves calculent l'angle et la force nécessaires pour atteindre chacune des cibles.

• Chaque groupe réalise plusieurs tentatives, en notant leurs résultats et les ajustements opérés.

• Enfin, discutez en groupe des stratégies employées et des erreurs courantes, en faisant le lien avec les concepts cinématiques.

Retour d'information

Durée: (20 - 30 minutes)

Cette phase de rétroaction vise à consolider les apprentissages en invitant les élèves à réfléchir à l'application concrète des notions étudiées et à partager leurs expériences. Ce moment d'échange renforce leur compréhension tout en développant des compétences en communication et en analyse critique, indispensables pour leur parcours scientifique et leur avenir professionnel.

Discussion en Groupe

Après avoir mené les activités pratiques, rassemblez l'ensemble des élèves pour une discussion en classe sur leurs expériences. Commencez en rappelant les objectifs de la leçon, puis interrogez-les sur les difficultés rencontrées, les surprises et les apprentissages réalisés. Incitez chaque groupe à partager ses stratégies, ses résultats et la manière dont ils ont appliqué les concepts cinématiques pour résoudre les problèmes proposés.

Questions Clés

1. Quelles ont été les principales difficultés rencontrées par votre groupe pour calculer l'angle et la force nécessaires lors des lancers ?

2. En quoi la décomposition du mouvement en composantes verticale et horizontale vous a-t-elle aidés à comprendre et à calculer le mouvement des projectiles ?

3. Avez-vous constaté des écarts entre les résultats théoriques et pratiques ? Quelles leçons tirez-vous sur l'application des concepts physiques dans des situations réelles ?

Conclusion

Durée: (10 - 15 minutes)

La conclusion a pour objectif de récapituler les notions abordées et de renforcer la compréhension des élèves sur le mouvement des projectiles et ses implications concrètes. Ce moment de synthèse permet de solidifier le lien entre la théorie apprise et les activités réalisées, aidant ainsi les élèves à percevoir l'intérêt de la physique dans des situations réelles.

Résumé

Pour résumer, cette leçon sur la cinématique du mouvement des projectiles a permis aux élèves d'apprendre à décomposer le mouvement en une composante horizontale (mouvement uniforme) et une composante verticale (mouvement uniformément accéléré). Ils ont ainsi abordé les formules de calcul du temps, du déplacement et de la vitesse, découvrant comment ces paramètres interagissent pour définir le mouvement d'un projectile.

Connexion avec la Théorie

Tout au long de la séance, la théorie a été directement reliée à la pratique grâce à des activités ludiques qui simulaient des situations concrètes. Des exercices tels que le lancement de projectiles et de fusées en papier ont renforcé la compréhension théorique tout en soulignant l'importance d'une grande précision dans les calculs pour obtenir les résultats escomptés.

Clôture

La discussion finale a mis en lumière l'importance des concepts liés au mouvement des projectiles, tant dans le domaine académique que dans leurs applications pratiques, par exemple en sport ou en ingénierie. Cette méthode qui lie théorie et pratique vise à encourager les élèves à considérer la physique comme une discipline dynamique et concrètement applicable dans la vie quotidienne.