TERMINALE S FICHE PROFESSEUR Discipline(s) impliquée(s ...

[pic] TERMINALE S
FICHE PROFESSEUR Discipline(s) impliquée(s) : Physique
Theme : Temps, mouvement et évolution/ Notion etudiée : 2ième loi de Newton
Compétence(s) travaillée (s):- RESTITUeR, maitriser et mobiliser les
connaissances
- rechercher, extraire et exploiter l'information
- mener des raisonnements, argumenter Activité SOUTIEN Objectifs de la séquence:
RAPPEL des savoirs et savoir faire A MAITRISER
Faire un bilan de forces, exploiter la deuxième loi de newton
Descriptif de l'activité :
A partir d'un document descriptif du saut de Felix Baumgartner, étude de la
chute libre sans frottement. Confrontation du modèle de la chute libre aux
informations extraites du document. Durée : 1 h On pourra projeter aux élèves la vidéo de la chute en utilisant le lien
indiqué sur la fiche élève.
Modalités de validation du travail réalisé : travail écrit sur copie, puis
distribution de la correction pour un auto positionnement de l'élève par
rapport à l'exercice.
TERMINALE S
FICHE ELEVE Nature de l'activité : SOUTIEN Discipline(s) impliquée(s) : Physique
Theme : Temps, mouvement et évolution/ Notion etudiée : 2ème loi de Newton Compétence(s) travaillée (s) :- RESTITUeR, maitriser et mobiliser les
connaissances
- rechercher, extraire et exploiter l'information
- mener des raisonnements, argumenter Descriptif de la séance : A partir des documents proposés, répondre aux
questions posées
Lien avec le cours : Chapitre « Les lois de Newton »
Travail individuel,
Durée : 1h30
ACTIVITE 1 : SOUTIEN
(Etude de la chute libre sans frottement) Support documentaire : « La course aux très grands sauts » Sciences et Avenir-Décembre 2012 p 74 à 77
DOC : infographie du saut page 76, Sciences et Avenir.
Vidéo de la chute :
http://www.koreus.com/video/revoir-saut-felix-baumgartner-redbull-
stratos.html Données :
Record établi : 1173 km/h au bout de 46 s de chute.
La vitesse du son à l'altitude considérée est de 1083 km/h. Elle dépend de
la température de l'air et de la masse volumique. Questions : Q1 : Caractériser le mouvement du parachutiste du début du saut à la fin de
la phase transsonique de la chute décrite dans l'infographie. Pour toutes les questions suivantes (Q2-Q3), on s'intéressera au début du
saut précédent la phase transsonique. Les forces dues aux frottements de
l'air sont alors négligeables.
Dans le cas général d'une chute libre, le mouvement du système est décrit
par les équations suivantes :
|Pour la position : | |
|x(t) = v0 cos ? × t + C1 | |
|y(t) = C2 | |
|z(t) = - ½ g0 t 2 + v0 sin ?| |
|× t + C3 | |
| | |
|Pour la vitesse : | |
|vx = v0 cos ? | |
|vy = 0 | |
|vz = - g0 t + v0 sin ? | |
| | | Q2 : Adapter les équations ci-dessus à la situation étudiée.
Q3 : Extrait du document : « Félix Baumgartner est soumis à l'accélération
de la pesanteur terrestre, le fameux g0 (soit 9,81 m/s2) et, en raison de
la rareté de l'air, aucune force de frottement ne le freine. Chaque
seconde, sa vitesse augmente de 9,8 m par seconde. Cet ainsi qu'après 30 s
à peine, il est à 95 % de la vitesse du son ».
Q3.1 : Vérifier l'affirmation « la vitesse augmente de 9,8 m par
seconde »
Q3.2 : La durée de chute est-elle effectivement de 30 s quand la
vitesse du
parachutiste atteint 95 % de la vitesse du son ?
Q3.3 : En déduire la hauteur de chute au bout de 30 secondes.
Q4. : A propos de la vitesse...
Q4.1 : Tracer l'allure du graphe de la vitesse en fonction du temps pour
un mouvement de chute libre.
Q4.2 : A la fin de la phase transsonique, le parachutiste atteint sa
vitesse maximale . En déduire le graphe de la vitesse pendant les 46
premières secondes. A retenir : Pour avoir une lecture critique des documents scientifiques,
il est nécessaire de mobiliser ses connaissances. On se rend compte alors
que tout modèle a ses limites. -----------------------
[pic]l'axe Oy est vers l'arrière du plan