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Lumière et ombres CM1. Le gnomon Etre capable de formuler: Lombre du gnomon se déplace douest en est au cours de la journée. Lombre du gnomon se déplace.

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1 Lumière et ombres CM1

2 Le gnomon Etre capable de formuler: Lombre du gnomon se déplace douest en est au cours de la journée. Lombre du gnomon se déplace douest en est au cours de la journée. La longueur de lombre au sol décroît le matin et croît laprès-midi. Elle est la plus courte entre 13h et 14h. La longueur de lombre au sol décroît le matin et croît laprès-midi. Elle est la plus courte entre 13h et 14h. Lombre au sol du gnomon se déplace au cours de la journée parce que la Terre se déplace par rapport au Soleil. Le Soleil, le gnomon et lombre restent toujours alignés. Lombre au sol du gnomon se déplace au cours de la journée parce que la Terre se déplace par rapport au Soleil. Le Soleil, le gnomon et lombre restent toujours alignés. Lombre du gnomon est un triangle. La taille de lombre au sol dépend de langle entre le sol et les rayons du Soleil. Lombre du gnomon est un triangle. La taille de lombre au sol dépend de langle entre le sol et les rayons du Soleil. Quand le soleil est bas dans le ciel, langle entre le sol et les rayons est petit, lombre du gnomon est longue. Quand le soleil est haut dans le ciel, langle entre le sol et les rayons est grand, lombre du gnomon est courte. Observer et représenter la réalité. Réaliser un modèle 3D, proposer une explication plausible.

3 Etapes Relever les ombres portées dans la cour Relever les ombres portées dans la cour Dessiner et formuler les observations Dessiner et formuler les observations Situation problème Situation problème Réaliser une maquette pour reproduire le type dombres Réaliser une maquette pour reproduire le type dombres Direction de lombre: schématiser puis formuler Direction de lombre: schématiser puis formuler Taille de lombre: schématiser puis formuler Taille de lombre: schématiser puis formuler

4 Situation déclenchante En classe, les élèves sont éblouis par les rayons du soleil: il faut tirer certains rideaux. Mais lombre formée par les rideaux bouge, il faut sans cesse décaler les fenêtres occultées. Question: Pourquoi lombre des rideaux se déplace-t-elle au cours de la journée ?

5 Relever des ombres Piquer un « gnomon » (pique à brochette, …) dans une plaque de mousse rectangulaire. Piquer un « gnomon » (pique à brochette, …) dans une plaque de mousse rectangulaire. Choisir un endroit dégagé, si possible le long dun marquage au sol pour reproduire lexpérience dans les mêmes conditions, orienter la plaque de mousse avec une boussole (noter E, S, O,N). Choisir un endroit dégagé, si possible le long dun marquage au sol pour reproduire lexpérience dans les mêmes conditions, orienter la plaque de mousse avec une boussole (noter E, S, O,N). Relever la position de lombre en repassant au crayon sur lombre portée toutes les heures, noter lheure sur la plaque. Relever la position de lombre en repassant au crayon sur lombre portée toutes les heures, noter lheure sur la plaque.

6 Relever des ombres Relever la position de lombre en repassant au crayon sur lombre portée toutes les heures, noter lheure sur la plaque. Relever la position de lombre en repassant au crayon sur lombre portée toutes les heures, noter lheure sur la plaque.

7 Dessiner et formuler les observations En fin de journée, reproduire les ombres observées dans le cahier (vue de haut). En fin de journée, reproduire les ombres observées dans le cahier (vue de haut). Rédiger une phrase décrivant la variation des ombres au cours de la journée. Rédiger une phrase décrivant la variation des ombres au cours de la journée. Mots clés: est, ouest, croître, décroître. Lombre du gnomon se déplace douest en est au cours de la journée. La longueur de lombre au sol décroît le matin et croît laprès-midi. Elle est la plus courte vers …. H. Hypothèse: terminer la phrase Hypothèse: terminer la phrase Apparemment, ….

8 Dessiner et formuler les observations

9 Situation problème Comment expliquer les observations réalisées ? Comment expliquer les observations réalisées ? - Quest-ce qui fait varier la direction dune ombre ? - Quest-ce qui fait varier la direction dune ombre ? - Quest-ce qui fait varier la taille dune ombre ?

10 Etapes Relever les ombres portées dans la cour Relever les ombres portées dans la cour Dessiner et formuler les observations Dessiner et formuler les observations Situation problème Situation problème Réaliser une maquette pour reproduire le type dombres Réaliser une maquette pour reproduire le type dombres Direction de lombre: schématiser puis formuler Direction de lombre: schématiser puis formuler Taille de lombre: schématiser puis formuler Taille de lombre: schématiser puis formuler

11 Réaliser une maquette pour reproduire les ombres Que faut-il pour reproduire lexpérience en classe ? Une plaque avec un gnomon. Une source lumineuse pour modéliser la Soleil. (lampe sur pied ou lampe de poche). Une source lumineuse pour modéliser la Soleil. (lampe sur pied ou lampe de poche). Attention, ce choix influencera les expérimentations. Avec une lampe sur pied, les élèves auront tendance à déplacer le gnomon par rapport au Soleil (repère héliocentrique). Avec une lampe de poche,ils auront tendance à déplacer le Soleil par rapport au gnomon (repère géocentrique). Reprendre la plaque avec les traits dombres réalisés dans la cour.

12 Direction de lombre: expérimentation, schématisation Consigne: Manipulez votre maquette pour que lombre du gnomon suive les directions tracées à 9h, 10h, etc … sur la plaque. Consigne: Manipulez votre maquette pour que lombre du gnomon suive les directions tracées à 9h, 10h, etc … sur la plaque. Expérimentation par groupes. Expérimentation par groupes. Comment faire varier la direction de lombre ? Comment faire varier la direction de lombre ? Réalisez un schéma de votre proposition. Dessinez la maquette à 9h, 14h et 16h. Montrez bien ce qui change. Codage: comment indiquer un mouvement ? Par une flèche.

13 Direction de lombre: expérimentation, schématisation

14

15 Formulation Sous le schéma, écrivez une phrase explicative. Mots clés: source lumineuse, plaque, ombre, est, ouest, aligner Exemples: Lombre se déplace douest en est quand on déplace la plaque douest en est. On aligne lombre avec le Soleil. On fait tourner la plaque douest en est, la source lumineuse est immobile. On déplace la source lumineuse dest en ouest, devant la plaque. Mise en commun: formulation orale de la solution proposée par chaque groupe. Faire observer lalignement source lumineuse – gnomon – ombre Trace de la classe + schémas correspondant aux deux dernières phrases: La source lumineuse, le gnomon et lombre restent toujours alignés. Lombre bouge dès que le gnomon bouge ou que la source lumineuse bouge. Lombre se déplace dans le même sens que le gnomon. Lombre se déplace en sens inverse de la source lumineuse.

16 Formulation

17 Formulation

18 Taille de lombre: expérimentation Comment varie la taille de lombre ? Consigne: Manipulez votre maquette pour allonger lombre au sol. Essayez ensuite de la raccourcir.

19 Schématisation et formulation personnelle Expliquez comment vous avez fait en complétant le second schéma. Ecrivez une phrase dexplication ombre courteombre allongée Lombre est allongée quand la source lumineuse est basse. sol gnomon

20 Schématisation et formulation personnelle

21 Formulation en terme dangle: lien avec les mathématiques Visualiser le triangle dombre grâce à une feuille de papier placée derrière le gnomon. Retrouver le triangle dombre sur les schémas et le colorier au crayon de papier. Faire marquer langle entre le sol et les rayons lumineux sur les deux schémas. Quel angle est le plus grand ? Comparaison: gabarit, papier calque … Langle le plus grand est celui du premier schéma. Formulation: De quoi dépend la taille de lombre au sol? Utilisez les mots clés : triangle, angle, sol, rayons. Lombre du gnomon est un triangle. La taille de lombre au sol dépend de langle entre les rayons lumineux et le sol. Plus langle est grand, plus lombre est courte. En milieu de journée, quand le soleil est haut dans le ciel, langle entre les rayons et le sol est grand, lombre du gnomon est courte. Quand le soleil est bas dans le ciel, langle entre les rayons et le sol est petit, lombre du gnomon est longue.

22 Formulation en terme dangle: lien avec les mathématiques


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