2 AC
5
La gravitation universelle
Leçon 2
Tâche 1
Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
Mouvement et interactions
Thème 4
Niveau
Niveau
Physique chimie
Période
Pages réservées à l’enseignant(e)
Modelage de la tâche par l’enseignant (explicitation à haute voix)
Consignes et explications données aux élèves – hors modelage (à dire à haute voix)
Rappel du contrat de classe
Icônes pour l’enseignant
Correction du devoir maison
Les élèves travaillent en autonomie
Les élèves travaillent en binômes
Les élèves écoutent l’enseignant avec attention
Les élèves lèvent la main pour participer
Les élèves utilisent l’ardoise pour répondre
Les élèvent gardent des traces écrites sur les livrets ou leurs cahiers
Icônes pour l’élève
Les élèves passent au tableau
Repérage dans le chapitre
Conceptions erronées
des élèves
Tâche à réussir
« Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.».
Partir d’une situation simple entre deux astres, puis guider les élèves pour comprendre que l’intensité de la force de gravitation dépend de la masse et de la distance.
À l’aide d’une simulation ou d’une comparaison, on fait varier une seule grandeur à la fois afin de conclure : la force de gravitation augmente avec la masse et diminue avec la distance.
Stratégie
Orientations didactiques
Matériel nécessaire
Matériel de l’enseignant
Matériel de l’élève
5 min
10 min
15 min
10 min
10 min
05 min
Structure de la séance
1
Ouverture de la séance
2
Modelage
3
Pratique collective
4
Pratique en binôme
5
Pratique autonome
6
Clôture
10 min
Ouverture de la séance
Bonjour ! Prêts à démarrer notre séance ? Allons-y !
O
O
Le rituel
(2 min)
Observez ces images. Quelle image montre un bon comportement ?
L’enseignant.e fait participer les élèves pour qu’ils expriment ce qu’ils comprennent de l’image.
Moi ! Moi !
J’ai la réponse !
O
Bravo ! Il faut lever la main et attendre son tour pour parler.
L’enseignant utilise l’alternance linguistique pour expliquer le comportement attendu. Pendant la séance, il veille à ce que ce comportement soit respecté
O
O
Réactivation des prérequis
(6 min)
C
Choisissez la bonne réponse.
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
en contact
A
La force exercée par la Terre sur la pomme est
à distance
B
C
La force exercée par la Terre sur la pomme est à distance.
L’enseignant.e rappelle que la Terre exerce toujours une force à distance.
en contact
A
à distance
B
La force exercée par la Terre sur la pomme est
O
Choisissez la bonne réponse.
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
le bas
A
Le sens de la force exercée par la Terre sur la pomme est vers :
le haut
B
La droite
C
C
La Terre attire la pomme vers le bas.
L ’enseignant.e peut donner d’autres exemples
le bas
A
le haut
B
La droite
C
Le sens de la force exercée par la Terre sur la pomme est vers :
O
Répondez par oui ou non.
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
Dans l’image ci-dessous, deux personnes poussent un chariot de part et d’autre. Les deux forces se compensent elles ?
Oui
A
Non
B
C
Les deux forces se compensent, car elles ont la même intensité, la même ligne d’action et deux sens opposés.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement
Dans l’image ci-dessous, deux personnes poussent un chariot de part et d’autre. Les deux forces se compensent elles ?
Oui
A
Non
B
C
Choisir l’affirmation correcte.
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
Un solide est en équilibre sous l’action de deux forces.�La première force est horizontale vers la droite et son intensité est 6 N.
La deuxième force est:
horizontale vers la droite et son intensité est 6 N.
A
horizontale vers la gauche et son intensité est 6 N.
B
verticale vers le bas et son intensité est 6 N.
C
C
La bonne affirmation est : B car le corps est en équilibre sous l’action de deux forces.
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
horizontale vers la droite et son intensité est 6 N.
A
horizontale vers la gauche et son intensité est 6 N.
B
verticale vers le bas et son intensité est 6 N.
C
Un solide est en équilibre sous l’action de deux forces.�La première force est horizontale vers la droite et son intensité est 6 N.
La deuxième force est:
C
Répondez par oui ou non .
Les élèves répondent sur leurs ardoises. L’enseignant·e reformule ou utilise l’alternance linguistique pour assurer la compréhension.
La Terre attire à distance le satellite vers elle.
Oui
A
Non
B
C
Effectivement la Terre exerce une force à distance sur le satellite qui tourne autour d’elle.
L’enseignant.e explique davantage.
La Terre attire à distance le satellite vers elle.
Oui
A
Non
B
C
O
Déclaration de l’objectif
(2 min)
O
Avant d’aborder notre tâche d’aujourd’hui, je vous présente la situation suivante : Deux élèves observent une image montrant la Terre, la Lune et le Soleil.
L’enseignant·e présente l’image ci-dessous.
Non, je pense que le Soleil attire plus fortement les astres parce qu’il a une masse beaucoup plus grande.
La Terre attire la Lune parce qu’elle est proche d’elle.
Qu’est-ce qui rend l’attraction entre deux corps plus forte ou plus faible ?
O
À la fin de cette séance, vous serez capables d’identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.��
Bien expliquer la tâche en revenant à la situation déclenchante.
Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
O
O
Introduction
à la tâche
Avant d’aborder notre tâche, je rappelle : quand deux corps A et B existent dans l’Univers, ils s’attirent. Cette attraction se fait sans contact, à distance. Entre ces deux corps existe une force �de gravitation universelle.
.
Corps A
Corps B
Le corps A attire le corps B.
FA/B
Le corps B attire le corps A.
F B/A
Les deux forces ont la même intensité, la même ligne d’action, mais des sens opposés.
FA/B = FB/A
M
Les deux forces FA/B et F B/A se représentent comme suit :
.
Corps A
Corps B
Force d’attraction exercée par B sur A
Force d’attraction exercée par A sur B
F B/A
F A/B
M
Qu’est-ce qui peut rendre cette attraction plus forte ou plus faible ?
.
L’intensité de l’attraction entre deux corps A et B peut changer.
Elle dépend de deux grandeurs importantes :
la masse des deux corps
la distance entre les deux corps
mA
mB
mA
mB
mA
mB
Petites masses → attraction faible
Grandes masses → attraction forte
Corps proches → attraction forte
Corps éloignés → attraction faible
M
Modelage
M
Tâche principale
Voici notre tâche principale. Je vais vous montrer comment identifier l’effet de la masse du satellite sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
L’enseignant.e lit la consigne en précisant les données. Il explique ce qui est demandé.
M
Tâche principale
Pour réaliser la tâche je suis les étapes suivantes :
L’enseignant demande aux élèves d’être attentifs.
Je compare les longueurs des flèches dans les deux figures.
1
Je compare la force de gravitation dans les deux figures.
2
Je déduis la relation qualitative entre la masse du satellite et la force de gravitation.
3
M
Je commence par la première étape.
M
Tâche principale
Je compare les longueurs des flèches dans les deux figures.
1
plus grande
La longueur de la flèche dans la figure 2 est ........................... que celle de la flèche représentée dans la figure présentée 1.
Je passe maintenant à la deuxième étape.
M
Tâche principale
Je compare la force de gravitation dans les deux figures.
2
La force d’attraction entre la Terre et le satellite S2 est ........................... que celle entre la Terre et le satellite S1.
plus grande
Je passe enfin à la troisième étape .
M
Tâche principale
Je déduis la relation qualitative entre la masse du satellite et la force de gravitation.
3
Lorsque la masse du satellite ..........................., la force de gravitation universelle entre la Terre et ce satellite ............................
augmente
augmente
Je fais une synthèse:
M
Lorsque la masse du satellite augmente, les flèches représentant la force de gravitation deviennent plus longues.
Donc, plus la masse du satellite est grande, plus la force de gravitation exercée sur lui est grande.
Cela signifie que l’intensité de la force de gravitation augmente.
Pratique collective
Choisissez la bonne réponse.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Quand la flèche représentant la force est plus longue, cela signifie que :
la force est plus faible
A
la force n’existe pas
C
la force est plus grande
B
A
B
PC
La réponse est B.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Quand la flèche représentant la force est plus longue, cela signifie que :
la force est plus faible
A
la force n’existe pas
C
la force est plus grande
B
A
B
PC
Répondez par oui ou non.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Plus la masse d’un corps est grande, plus la force de gravitation exercée sur lui est grande.
Oui
A
Non
B
PC
La réponse est oui : à distance constante, plus la masse d’un corps est grande, plus la force de gravitation exercée sur lui est grande.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Oui
A
Non
B
Plus la masse d’un corps est grande, plus la force de gravitation exercée sur lui est grande.
PC
Choisissez la bonne réponse.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Si deux corps sont très proches, la force de gravitation entre eux est :
plus faible
A
nulle
B
plus forte
C
PC
La force de gravitation entre ces deux corps est plus forte.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Si deux corps sont très proches, la force de gravitation entre eux est :
plus faible
A
nulle
B
plus forte
C
PC
Choisissez la bonne réponse.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Pour étudier l’effet de la distance sur la force de gravitation, il faut garder constante :
la masse des deux corps
A
la couleur des deux corps
B
la forme des deux corps
C
PC
Effectivement il faut que la masse des deux corps soit constante.
L'enseignant.e choisit au hasard deux élèves pour répondre oralement .
Pour étudier l’effet de la distance sur la force de gravitation, il faut garder constante :
la masse des deux corps
A
la couleur des deux corps
B
la forme des deux corps
C
PC
Pratique en binôme
Maintenant, on va passer aux tâches à réaliser sur le livret. On commence par la tâche page 69 « Je m’entraîne en binôme ». Travaillez individuellement, puis discutez de vos réponses en binômes.
L’enseignant·e accorde suffisamment de temps au travail individuel avant la discussion en binôme. Il circule pour contrôler et donner des indications en cas de blocage.
PB
Voilà la correction ;
L’enseignant·e accorde suffisamment de temps au travail individuel avant la discussion en binôme. Il circule pour contrôler et donner des indications en cas de blocage.
plus grande
plus faible
plus petite
plus grande
PB
12 min
Pratique autonome
Maintenant c’est le moment de travailler tout seul. Prenez vos livrets page 69 et répondez individuellement aux questions de l’exercice 2.
L’enseignant·e circule dans la classe pour repérer les élèves en difficulté .
PA
Le temps est terminé. Corrigeons ensemble l’exercice.
L’enseignant·e fait participer les élèves à la correction en leur demandant de présenter leurs réponses et de les justifier.
Temps Écoulé
PA
A vous! Montrez-moi comment vous avez résolu cet exercice…
L’enseignant·e circule dans la classe pour repérer les élèves en difficulté .
PA
plus petite
plus faible
la distance entre le Soleil et la Terre augmente
diminue
PA
Clôture de la séance
Qui peut me dire ce que nous avons appris aujourd’hui ? �
C
Nous avons appris à Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
C
Ce qu’il faut retenir: quand deux corps A et B existent dans l’Univers, ils s’attirent. Cette attraction se fait sans contact, à distance. Entre ces deux corps existe une force de gravitation universelle.
Corps A
Corps B
Le corps A attire le corps B.
FA/B
Le corps B attire le corps A.
F B/A
Les deux forces ont la même intensité, la même direction, mais des sens opposés.
FA/B = FB/A
C
La force d’attraction dépend de deux grandeurs qui sont :
la masse des deux corps
la distance entre les deux corps
Petites masses → attraction faible
Grandes masses → attraction forte
Corps proches → attraction forte
Corps éloignés → attraction faible
C
On termine par la carte lexicale suivante.
Faire participer les élèves à la lecture de la carte.
Identifier l’effet de la masse et de la distance sur l’intensité de la force de gravitation universelle.
Ma tâche
Termes thématiques
Verbes de consigne
Structures pour répondre
MA CARTE LEXICALE
4
mots
Je retiens
et ce satellite ............................
C
Bravo à tous ! Révisez dans le livret ce qu’on a vu aujourd'hui et effectuez les exercices et le défi suivants :
L’enseignant.e incite les élèves à faire les exercices à la maison et clore la séance.
Exercices 1 et 2 de la page 74
Défi 1 page 76
C
A la prochaine séance!