Contextualisation : Détermination de l’intensité d’une force (Laurence Hilaire et Antoine Ridoin) Contextualisation : Dans certaines stations de sport d’hiver, les skieurs débutants utilisent une télécorde (ou fil neige) pour remonter la piste. Le dispositif est constitué d’une corde parallèle à la piste et entrainée par deux poulies tournant à vitesse constante dans le référentiel terrestre. Corde Inclinaison de la piste :  = 10 ° Crédit photo N Joly OT Les Gets

Forces en présence : Schéma : Données : masse de 30 kg absence de force de frottements, Forces en présence : Poids , Réaction du sol (considérée comme perpendiculaire à la piste) Traction de la corde (considérée comme parallèle à la piste) Remarque : Les forces représentées ci-contre ne sont pas à l’échelle.

Déterminer l’intensité de chaque force s’exerçant sur le skieur. Problématique : Déterminer l’intensité de chaque force s’exerçant sur le skieur.   Pour répondre à cette problématique, vous devrez :   utiliser le principe de l’inertie pour trouver une relation liant ces trois forces, élaborer une méthode permettant de calculer l’intensité des forces et .

Séance suivante : projection des méthodes proposées et discussion Organisation : en classe entière Rôle des élèves Rôle du professeur 5 min Présentation de l’activité 15 min Travail individuel : lecture du document ; réponse à la première question ; recherche d’une méthode de résolution ; Circulation dans la classe ; Réponse à d’éventuelles questions 35 min Travail en îlots : mise en commun des recherches ; discussion et choix d’une stratégie de résolution ; élaboration de la méthode de résolution; rédaction du compte-rendu. Questionnement pour aide au choix d’une stratégie ; Suivi des méthodes ; Distribution de coup de pouce si nécessaire. Séance suivante : projection des méthodes proposées et discussion

Coups de pouce pour la question 2 Coup de pouce question 2 différents en fonction de la méthode choisie : à priori, 3 alternatives Méthode graphique Méthode en utilisant un repère R1 Méthode en utilisant un repère R2 suivant l’inclinaison de la pente

Méthode de résolution graphique Faire un schéma soigné : l’inclinaison de la pente doit être réalisée à l’aide d’un rapporteur. Choisir une échelle pour les forces. Donner la direction, le sens et l’intensité du vecteur . Tracer le vecteur résultant . Mesurer les intensités des deux forces sur le schéma.

Méthode de résolution grâce au repère R1 Faire un schéma soigné en reportant toutes les forces à l’origine du repère et en indiquant les angles. Trouver les coordonnées de chaque force (ou projeter). Point maths

Méthode de résolution grâce au repère R2 Faire un schéma soigné en reportant toutes les forces à l’origine du repère et en indiquant les angles. Trouver les coordonnées de chaque force (ou projeter).

Comparaison des méthodes Construction graphique Utilisation du repère R1 Utilisation du repère R2 Méthode la plus facile à mettre en œuvre. Repère connu de l’élève. Angle  facile à identifier Projection assez facile Une seule force à projeter. Résolution mathématique simple. Résultats dépendant de la qualité de la construction. Savoir utiliser un rapporteur. Avoir avec soi son matériel. Résolution très difficile. Repère déstabilisant pour un élève, Angle difficile à déterminer