Un exemple de trame :
... villes, Angoulême et Limoges, distantes de 49 cm sur la carte sont en réalité à
98 km de distance. Déterminer l'échelle. 8 ?. H h. 1. Laurence POISSON - CAP.
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Le manège pour enfants CAP :
La partie du programme traitée, les connaissances et les capacités visées :
Mécanique 1 (Mé. 1) : cinématique
DOMAINES DE CONNAISSANCESCOMPÉTENCESÉVALUATIONCONDITIONSEXEMPLES D'ACTIVITÉSFréquence de rotationCalculer une fréquence moyenne de rotation pour un mouvement circulaire.
Utiliser la relation v = ( D n.La fréquence de rotation est le nombre de tours effectués par seconde.
La relation est donnée.
v est la vitesse moyenne en m/s,
D est le diamètre en m,
n est la fréquence de rotation en tr/s.
Les conditions matérielles, leffectif de la classe, la durée :
Conditions matérielles : Utilisation dun ordinateur et dun vidéo projecteur. Un chronomètre par élève.
Classe : TCAP petite enfance Effectif : 12
Durée de la séance : 1h30
Durée éventuelle de la partie structuration des connaissances : 10 min
Une situation problème concrète et contextualisée :
La situation doit permettre de vérifier des connaissances et capacités précisées dans la partie du programme traitée et des attitudes.
Le manège pour enfants
Lindication 80 sur larrière du bus du manège est-elle nécessaire ?
Quel problème se pose ?
Comment faire pour le résoudre et avec quels appareils ?
Une reformulation de la situation et lémission dune hypothèse :
La question nest pas simple pour des élèves de CAP, cette reformulation est faite sous forme de débat en classe. La durée est un peu longue environ 10 min mais semble nécessaire.
Choix dun dispositif ou protocole expérimental :
Attention nécessité dexpliquer lutilisation du chronomètre.
Information à ajouter : diamètre du manège 5 m.
Lécriture de la trace écrite :
La fréquence de rotation est le nombre de tours effectués par un objet en une seconde. Elle sexprime en tour par seconde (symbole tr/s)
La relation entre la vitesse moyenne v et la fréquence de rotation n est :
v = À×D×n
avec v la vitesse en m/s ; D le diamètre en m ; n la fréquence de rotation en tr/s
La vitesse moyenne peut aussi s exprimer en km/h
v(m/s) × 3,6 = v(km/h)
La structuration des connaissances :
Exercice 1
Exercice 2
Les pâles d un hélicoptère mesurent 5 m. Elles parcourent 5 tours en 1 s. On veut calculer la vitesse moyenne des pâles.
Dans la formule v = À×D×n, que représente chaque terme, quelles sont les unités ?
Choisir les réponses dans le tableau suivant
Diamètre en m52,510n en tr/s51/52,5
Calculer la vitesse moyenne des pâles. Arrondir à 0,1 près.
Exercice 3
Le vent exerce une force sur la pale dune éolienne et fait tourner le rotor.
La pale effectue 90 tours en 75 secondes. Calculer, en tr/s, la fréquence de rotation de la pâle.
Exercice 4
Des enfants jouent dans un parc sur un tourniquet.
Le tourniquet a un diamètre de 1,5 m et les enfants le font parcourir un tour en 3 secondes.
Quelle est la vitesse dun point extérieur du tourniquet ?
Les enfants doivent-ils sinstaller au centre ou à lextérieur du tourniquet pour aller plus vite ?
Exercice 5
La Terre et le Soleil sont distants de 150 000 000 de km.
Combien de jours faut-il à la Terre pour faire un tour du soleil ?
En déduire la fréquence de rotation de la Terre autour du Soleil en tr/s.
Calculer la vitesse de la Terre lors de son mouvement autour du Soleil.
Lévaluation formative :
Un enfant dit à voix haute que sil monte sur lavion sur lequel est dessiné un clown, il ira plus vite que sil prend la moto.
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