et de l'énergie cinétique (Ec) - Académie d'Orléans-Tours

|Cycle 4 - 3ème |Activité expérimentale : |
| |Cas de l'énergie potentielle (Ep) et de l'énergie cinétique (Ec) |
|L'énergie et | |
|ses conversions| |
DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR |Objectif |Mettre en ?uvre les programmes au travers d'une activité |
| |expérimentale. |
|Socle commun |Domaine 4: les systèmes naturels et les systèmes techniques |
| |Démarches scientifiques |
| |L'élève sait mener une démarche d'investigation. Pour cela, il |
| |décrit et questionne ses observations; il prélève, organise et |
| |traite l'information utile; il formule des hypothèses, les teste|
| |et les éprouve; il manipule, explore plusieurs pistes, procède |
| |par essais et erreurs; il modélise pour représenter une |
| |situation; il analyse, argumente, mène différents types de |
| |raisonnements (par analogie, déduction logique...); il rend |
| |compte de sa démarche. |
| |Il exploite et communique les résultats de mesures ou de |
| |recherches en utilisant les langages scientifiques à bon |
| |escient. L'élève pratique le calcul, mental et écrit, exact et |
| |approché, il estime et contrôle les résultats, notamment en |
| |utilisant les ordres de grandeur. Il résout des problèmes |
| |impliquant des grandeurs variées (géométriques, physiques, |
| |économiques...), en particulier des situations de |
| |proportionnalité. Il interprète des résultats statistiques et |
| |les représente graphiquement. |
|Déroulement |Durée : 4h |
| |Place dans la progression de la séquence, de l'année : cycle 4, |
| |niveau 3ème. |
| |Organisation de la séance : Cette séance alterne des moments de |
| |découverte, d'expérimentation, de confrontation et de mise en |
| |commun. En classe entière et/ou en groupe. |
| |En amont de cette activité, une recherche à la maison est à |
| |faire pour découvrir le fonctionnement d'un barrage |
| |hydroélectrique (voir annexe1). |
|Matériel |Voir dans la suite de la fiche. |
|Compétences |S'approprier (APP) |
|évaluées |Analyser (ANA) |
| |Réaliser (REA) |
| |Valider (VAL) |
| |Communiquer (COM) |
| |Numérique (NUM) |
|Remarques |Extrait du programme : |
| |Identifier les différentes formes d'énergie. |
| |Cinétique (relation Ec=1/2 m v²), potentielle (dépendant de la |
| |position) |
| |Identifier les sources, les transferts et les conversions |
| |d'énergie. |
| |Etablir un bilan énergétique pour un système simple. |
| |-Sources. |
| |-Transferts. |
| |-Conversion d'un type d'énergie en une autre. |
| |-Conservation de l'énergie. |
| |-Unités d'énergie. |
| |Les supports d'enseignement gagnent à relever de systèmes ou de |
| |situations de la vie courante. |
|Auteur |Joël Petit - collège Hubert Fillay - Bracieux (41). | ENONCE DESTINE AUX ELEVES SUPPORT(S) D'ACTIVITÉ
Cette première activité est précédée par un travail personnel de recherche
sur les barrages hydroélectriques (Annexe 1)
|Doc. 1 : Le barrage hydroélectrique. |
|Nous étudions la maquette de barrage hydroélectrique ci-dessous : |
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|Cette maquette est réalisée avec des plaques de polystyrène peintes et |
|assemblées ainsi que des éléments de circuit de billes. |
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|Selon vous : |
|Comment un barrage hydroélectrique fonctionne-t-il ? |
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|Quel est l'intérêt de construire des barrages relativement élevés ? |
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|Quelles conversions d'énergie se produisent-elles dans un barrage ? |
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|Proposez une expérience à réaliser, avec la maquette, pour comprendre le principe|
|de fonctionnement d'un barrage (texte et/ou schéma) : |
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|Pour aller plus loin : Des vidéos expliquant le principe de fonctionnement d'un |
|barrage. |
|https://www.youtube.com/watch?v=vqbdbigU900 (EDF) |
|https://www.youtube.com/watch?v=kNvmUQc45y8 (C'est pas sorcier) | Les questions entraînent, de premières expériences en classe entière. Elles
permettent aux élèves d'identifier les deux notions importantes pour la
suite : la hauteur (h) de chute liée à la notion d'énergie potentielle (Ep)
et la vitesse (v) liée à l'énergie cinétique (Ec). Ces deux notions ne sont
pas des prérequis. Ces expériences permettent également aux élèves de
découvrir en partie le matériel qu'ils auront à utiliser par la suite en
autonomie. Ces notions étant dégagées et identifiées après une mise en commun, elles
sont consignées en trace écrite dans le cahier de cours du type : « Un
barrage hydroélectrique est un dispositif permettant de stocker l'énergie
de l'eau sous forme d'énergie potentielle (Ep). Cette énergie potentielle
(Ep) dépend de la hauteur de chute (h en m).
Lors de la chute de l'eau, sa vitesse augmente : l'énergie potentielle se
convertit en énergie cinétique (Ec). Un barrage permet de convertir
l'énergie potentielle