Fiche pédagogique

Fiche pédagogique
Les énergies
SUPPORT
PEDAGOGIQUE
COMPETENCES
ATTENDUES
MAQUETTE D’ASCENSEUR
Identifier l’énergie utilisée dans le fonctionnement de
l’objet technique
Connaissance :
Nature de l’énergie de fonctionnement.
TIC
Niveau d’acquisition :
1
Retrouver une ou plusieurs informations à partir d’URL données.
METHODES DE TRAVAIL
Groupes de 3 à 4 élèves
MATERIEL NECESSAIRE
Maquette d’ascenseur réalisée avec des pièces de LEGO.
EVALUATION
DUREE ACTIVITE
Evaluation formative :
Les élèves complètent le documents réponse.
une séance de 1H30
Activité
Les élèves consultent les différentes sources d’informations et identifient les énergies. Ils peuvent alors identifier les énergies utilisées dans le fonctionnement d’objets techniques simples.
ES
CONSIGN
Identifier l’énergie utilisée dans le fonctionnement de l’objet technique
Les énergies
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Pour cerner la notion d’énergie, vous avez à votre disposition deux sources d’informations :
- Des sources “papier” : Dossier Sciences et Décisions.
INFO 1— INFO 2— INFO 3
- Une source distante (site à consulter) :
http://www.cea.fr/fr/jeunes/Animation/anim.htm
http://www.cea.fr/fr/pedagogie/Energie/formes.html
Ouvrir l’animation suivante : Les différentes sources d’énergie
Document
réponse 1
Identifier l’énergie utilisée dans le fonctionnement de l’objet technique
Observation d’objets techniques simples
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1 Retrouvez ce qu’ est l’énergie :
En consultant le dossier : Sciences et Décisions (page 1), retrouvez ce que recouvre le mot
énergie.
2 Nommez les différentes formes d’énergie :
Consultez le site :http://www.cea.fr/fr/pedagogie/Energie/formes.html
3 Nommez les différentes sources d’énergie :
En consultant le site :http://www.cea.fr/fr/jeunes/Animation/anim.htm.
4 ) Retrouvez quelles énergies utilisent :
- Un véhicule à vapeur.
- Un ascenseur électrique.
- Une voiture à essence.
- Un vélo.
Identifier l’énergie utilisée dans le fonctionnement de l’objet technique
INFO 2
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Les énergies
En 1881, le physicien français Gustave Trouvé a l'idée d'électrifier un tricycle. Deux moteurs et six accumulateurs montés sur les roues arrière et voici
que naît la première "voiture électrique". Mais vite dépassée par le pétrole,
l'énergie électrique doit attendre les années 1960 pour revenir sur le devant
de la scène.
Aujourd'hui, ce concept en rupture avec le moteur thermique constitue certainement la meilleure technique maîtrisée contre les pollutions atmosphérique
et sonore.
Au cœur du système de tout véhicule électrique : les batteries. L'autonomie dépend en effet de
l'énergie massique de celles-ci. Les premières batteries exploitées, au plomb, n'affichaient qu'une
énergie massique de 30 Wh/kg - à peine de quoi parcourir 50 km. Aujourd'hui, d'autres matériaux
plus performants sont utilisés. La plupart des voitures sont ainsi équipées de batteries nickelcadmium (55 Wh/kg), entièrement recyclables, permettant une autonomie d'environ 100 km pour
une vitesse maximum de 100 km/h. Le nickel-métalhydrure est également employé mais la plupart
des recherches s'orientent vers des batteries au lithium-ion qui, d'une énergie massique deux fois
grande, amènerait l'autonomie à 200 km.
Une voiture solaire atteint 112 km/h en Australie
En Australie, une compétition mondiale hors de l'ordinaire attire
l'attention des amateurs de course, mais surtout des amateurs
de technologie.
Des bolides provenant de 11 pays participent à une course de
voitures à énergie solaire.
Les engins devront parcourir une distance de 3000 kilomètres
avant de croiser le fil d'arrivée mercredi.
Au tout début de l'épreuve, une voiture s'est démarquée des
autres, soit la M-Pulse, qui a atteint des vitesses de pointe de
110 km/h.
La voiture a été conçue par des étudiants de l'Université du Michigan et a tourné à 112 km/h lors
des qualifications.Une voiture solaire atteint 112 km/h en Australie
En Australie, une compétition mondiale hors de l'ordinaire attire l'attention des amateurs de course,
mais surtout des amateurs de technologie.
Des bolides provenant de 11 pays participent à une course de voitures à énergie solaire.
Les engins devront parcourir une distance de 3000 kilomètres avant de croiser le fil d'arrivée mercredi.
Au tout début de l'épreuve, une voiture s'est démarquée des autres, soit la M-Pulse, qui a atteint
des vitesses de pointe de 110 km/h.
La voiture a été conçue par des étudiants de l'Université du Michigan et a tourné à 112 km/h lors
des qualifications.
Identifier l’énergie utilisée dans le fonctionnement de l’objet technique
INFO 1
Observation d’objets techniques simples
Que recouvre le mot énergie ?
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INFO 3
Observation d’objets techniques simples
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En histoire, on a appris qu'au 19 ème siècle la machine à vapeur a joué un rôle très important dans la révolution industrielle : c'était un moteur puissant et efficace qui fonctionnait à
partir de l'énergie du charbon. En classe, nous avons observé un modèle réduit de machine
à vapeur pour comprendre ses mécanismes.
Le principe est simple : on fait chauffer de l'eau dans une chaudière, jusqu'à ébullition. La vapeur produite crée une pression qui agit sur un piston. Les mouvements du piston sont transmis à une manivelle qui fait tourner un volant monté sur l'axe du moteur.
Après le modèle T de Ford, la 2CV de Renault et la Coccinelle de Volkswagen, une entreprise de
Jonquière met la dernière main à une voiture novatrice et très économique... mais destinée à l'exportation.
La pièce maîtresse du véhicule ? Une génératrice... à vapeur, puissante et peu polluante. En prime,
elle pourra fournir de l'électricité pour la maison !
Compromis entre la voiture traditionnelle et la voiture électrique, le véhicule hybride de Microvel est
propulsé par deux moteurs électriques alimentés par 12 batteries à l'acide et au plomb. Celles-ci
sont rechargées par une génératrice qui fonctionne au carburant. L'avantage ? Contrairement aux
véhicules électriques, pas besoin de brancher la voiture pour faire le plein d'énergie.
« La génératrice se met automatiquement en marche dès que la charge des batteries baisse à 45
%, explique Robert Ménard, pdg de Microvel Technologies et concepteur du véhicule. Même lorsque le véhicule roule, la génératrice arrive à recharger les batteries en
55 minutes. »
Un véhicule à vapeur moderne
Document
réponse 1
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pédagogique
Observation d’objets techniques simples
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1 Retrouvez ce qu’ est l’énergie :
En consultant le dossier : Sciences et Décisions (page 1), retrouvez ce que recouvre le mot
énergie.
SUPPORT
PEDAGOGIQUE
COMPETENCES
ATTENDUES
L’énergie est difficile à définir simplement
autrement qu’à travers ses effets et ses variations
: chauffer l’eau, faire avancer un vélo
ou une voiture, etc. Son étude est à la base
de la physique. Les physiciens ont construit
au fil des siècles des systèmes de mesures
adaptés aux différentes formes d’énergie
(chaleur, mouvement, électromagnétisme,
etc.). Celles-ci peuvent se transformer les
unes dans les autres : par exemple, l’énergie
chimique de nos cellules est transformée
ans nos muscles en énergie mécanique qui
produit un mouvement.
L’homme utilise l’énergie sous forme de
chaleur, de lumière ou de mouvement.
TIC
2 Nommez les différentes formes d’énergie :
Consultez le site :http://www.cea.fr/fr/pedagogie/Energie/formes.html
- Energie cinétique.
- Energie de gravitation.
METHODES
DE TRAVAIL
- Energie élastique.
- Travail (énergie mécanique).
- Energie calorifique.
- Energie électrique.
- Energie radiative.
- Energie chimique.
- EnergieNECESSAIRE
nucléaire.
MATERIEL
- Energie musculaire.
- Energie éolienne.
EVALUATION
3 Nommez les différentes sources d’énergie :
DUREE
ACTIVITE
En consultant
le site :http://www.cea.fr/fr/jeunes/Animation/anim.htm.
- Energies non renouvelables.
- Energies
renouvelables.
Activité
4 ) Retrouvez quelles énergies utilisent :
- Un véhicule à vapeur : Energie thermique transmise à de l’eau.
- Un ascenseur électrique : Energie électrique.
- Une voiture à essence : Energie chimique.
- Un vélo : Energie musculaire.