mathieu.lau a écrit:De quel matériel disposes-tu ?
As-tu un moyen de mesurer une vitesse instantanée par exemple (cellule photoélectrique) ?
Sable de différentes granularités (de l'argile aussi), billes (il faut que je regarde les masses), bassine, et tout le matériel classique (potences, aimants, etc).
J'ai une carte Arduino UNO avec un émetteur récepteur à ultrasons. Je ne vois pas trop comment mesurer une vitesse de chute avec ça (il y a peut-être moyen), mais avec deux photorécepteur et deux lasers très proches (1 cm ?) placés juste au dessus du sable, je devrais pouvoir mesurer la vitesse d'impact avec une assez bonne précision.
Mais d'après ce que tu dis, même si les élèves arrivent à mesurer les vitesses d'impact v et les diamètres du cratère D, il n'y a pas de moyen simple de leur faire faire le lien entre D et l'énergie E de la bille (en plus il y a sans doute des pertes par transfert thermique). En effet malgré tes explications très claires (merci !) je ne vois pas d'explication de niveau collège pour que les élèves comprennent pourquoi E est proportionnel à D⁴ ou à D³ selon la granularité.
A moins de leur dire que l'énergie potentielle au départ est E = mgh (hors programme cycle 4), donc que l'énergie de la bille est proportionnelle à la hauteur de chute h (en négligeant les frottements). Donc comparant les diamètres de cratère D et la hauteur de chute h, on compare aussi D et E. Les élèves pourront voir que leurs mesures expérimentales sont compatibles avec une loi où E varie en fonction de D puissance 3 (ou 4). Reste plus
qu'à comparer E à la vitesse d'impact au carré et on devrait montrer que les données sont compatibles avec une loi où E est proportionnel à v²... Mouai bof : E = mgh hors programme, rebof : utiliser une loi qu'ils ne connaissent pas pour évaluer la compatibilité des mesures avec une autre loi qu'ils découvrent, rerebof : des modélisations en puissance 3 ou 4 en cycle 4
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