Document - Sciences physiques et chimiques

Test académique 3ème de Physique-Chimie 2015-2016 – Partie Mécanique – Etude d’une vidéo
Nom : …………………………
Prénom : ………………………
Classe : …….
Niveaux
Compétences évaluées
A
B
C
D
Identifier et formuler un problème
APP
Rechercher et extraire l’information utile
ANA
Exploiter l’information extraite
REA
Calculer, utiliser une formule
COM
Rendre compte à l'écrit
Première partie
La vidéo proposée est un extrait de l’émission « Des chocs pleins d’énergie » diffusée
sur le site TV.
Après avoir visionné l’extrait de l’émission, formuler une question scientifique en lien
avec le sujet abordé par les animateurs.
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1
Deuxième partie
Sécurité routière et crash-tests
1 – Lors d’un crash-test, avant le choc, la vitesse du véhicule est égale à 56 km/h.
Montrer que cette vitesse correspond à environ 15 m/s. (Détailler les calculs).
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2 - Sur la notice technique d’un véhicule on peut lire l’information suivante :
« Poids à vide : 1160 kg »
Indiquer si l’information de la notice technique est rigoureuse. Sinon rectifier.
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3 - Calculer l’énergie cinétique du véhicule avant le choc. (Donnée : Ec = ½ mv2 )
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4 – Lors du crash-test le véhicule projeté contre un mur se déforme absorbant ainsi
majoritairement l’énergie cinétique.
Lors d’un accident, un véhicule en mouvement peut freiner avant d'entrer en collision.
Dans ce cas, il se produit en plus un échauffement au niveau des freins.
Compléter le diagramme de conversion de l’énergie à l’aide des propositions suivantes :
Énergie cinétique – énergie électrique – énergie de déformation – énergie thermique –
énergie chimique – énergie de position.
Diagramme de conversion de l’énergie lors d’un choc avec freinage :
……………………………………
……………………………………
……………………………………
……………………………………
Choc
……………………………………
……………………………………
2
5 – « A 60 km/h, la violence d’un choc équivaut à une chute verticale du haut d’un
immeuble de 5 étages. »
Ce message de la prévention routière compare l’énergie cinétique d’un véhicule à une
autre forme d’énergie : laquelle ?
Choisir et entourer la réponse exacte parmi les propositions suivantes :
énergie mécanique
énergie thermique
énergie électrique
énergie de position
6 – A partir du document fourni en annexe (Evolution du nombre de tués sur les routes),
donner le nom de deux dispositifs de sécurité équipant les voitures et permettant
d’absorber l’énergie cinétique des passagers au cours d’un choc.
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7 - C’est grâce au système GPS qu’on peut maintenant se diriger sur Terre sans avoir
besoin de carte routière.
Le système GPS (Global Positioning System) repose sur une trentaine de satellites
tournant autour de la Terre.
On peut comparer le mouvement de certains satellites autour de la Terre (dessin1) à
celui d’une fronde autour d’une main (dessin 2).
Terre
Dessin 1
Dessin 2
Compléter le tableau suivant pour établir les analogies et les différences entre les deux
situations :
Dessin 1
Dessin 2
Auteur de l’action
…….
main
Objet subissant l’action
…….
fronde
Type d’interaction
…….
interaction de contact
3
Partie Mécanique – Exercice – Sécurité routière et crash-tests
La grille permet d’apprécier, selon quatre niveaux, les
compétences développées par l’élève pour traiter
l’exercice.
Pour cela, elle s’appuie sur des indicateurs adaptés à
l’exercice et traduisant les critères fixés.
Compétences évaluées
Identifier et
formuler un
problème
APP
Rechercher et
extraire
l’information utile
ANA
Exploiter
l’information
extraite
Niveau A Les indicateurs choisis apparaissent dans leur (quasi) totalité
Niveau B Les indicateurs choisis apparaissent partiellement
Niveau C Les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante
Niveau D Les indicateurs choisis ne sont pas présents
Indicateurs de réussite correspondant au niveau A
Réponses attendues
Etude de la vidéo
L'élève a formulé une question en rapport avec l’émission :
- Qu’est-ce qui permet d’absorber l’énergie dans un choc ?
- Qu’est-ce qui permet à une personne de ne pas être projetée en avant, lors d’un choc ?
- Pourquoi les nouvelles voitures sont faites pour se déformer lors d’un choc ?
Question 4) Diagrammes de conversion énergétique :
- Les différents types d'énergie sont bien repérés.
- Les types d'énergies sont placés aux bons endroits.
- Le diagramme énergétique est correct.
Energie thermique
Ec
choc
Energie de déformation
Question 6) Nom de deux dispositifs de sécurité permettant d’absorber
l’énergie cinétique des passagers au cours d’un choc.
- Les 2 réponses attendues sont notées.
Ceinture de sécurité et airbag
Question 5) A 60 km/h la violence d’un choc équivaut à une chute
verticale du haut d’un immeuble de 5 étages.
- L'énergie de position est choisie comme réponse.
- Une seule réponse est entourée.
Énergie de position
Question 7) Analogies et les différences entre les deux situations.
- L'analogie entre la main et la Terre est repérée.
- L'analogie entre la fronde et le satellite est repérée.
- La différence entre les 2 interactions est repérée.
Auteur de l'action : Terre
Objet subissant l’action :
satellite
Type d’interaction : interaction
à distance
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Question 1) Convertir la vitesse de 56 km/h en m/s.
- La distance est convertie en mètre.
- La durée est convertie en seconde.
- Les conversions nécessaires sont bien réalisées.
- Le résultat est suivi de son unité.
REA
Calculer
Question 3) Calculer l’énergie cinétique du véhicule avant le choc
- La valeur de la vitesse donnée à la question 1) est utilisée.
- La formule donnée est bien employée.
- Le calcul est correct.
- Le résultat est suivi de son unité.
COM
v ≈ 15 m/s
Rendre compte à
l’écrit
Question 2) « Poids à vide : 1160 kg »
- Le poids s'exprime en newton.
- La masse s'exprime en kilogramme.
- L'élève a identifié l'erreur et l'a corrigée.
Ec ≈ 130 kJ
(accepter 130500 J)
Masse à vide : 1160 kg
Remarques concernant les questions qui évaluent la même compétence
Il est conseillé :
- d’inscrire le niveau A, B, C ou D à côté de la réponse du candidat,
- d’apprécier globalement les niveaux attribués afin d’en estimer un niveau moyen à reporter sur la grille d’évaluation finale de l’élève.
Consignes pour la reproduction des documents
-
L’énoncé destiné au candidat (pages 1-2-3) doit être photocopié en autant d’exemplaires qu’il y a de candidats.
La grille d’évaluation des compétences (pages 4 à 5) sert uniquement au correcteur.
L’annexe « évolution du nombre de tués sur la route » (page 6) peut être photocopiée pour une classe, mise sous pochette plastique, et resservir
pour les autres classes.
Consignes pour le déroulement de l’épreuve
-
La page 1, et uniquement celle-ci, est distribuée en premier, avant de projeter la vidéo ; la vidéo peut-être projetée plusieurs fois, à l’appréciation du
professeur.
Les pages 2 et 3 sont distribuées ensuite.
Il n’y a pas d’aide pour cet exercice.
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ANNEXE
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