Suite à plusieurs demandes j'ai pu prendre le temps de faire des photos de mes petites manipulations qui me permettent d'ancrer les formes d'énergie dès la 6e et ensuite beaucoup en 5e, puis pas mal en 4e. J'espère qu'en troisième les différentes formes sont bien acquises et qu'on peut raisonner dessus sans revenir mais j'ai toujours des baballes et du butane si jamais faut en remettre une couche rapidement.
J'axe mon approche énergétique sur la conservation de l'énergie, et la prédictibilité des choses grâce à l'exhaustivité des différentes formes d'énergie apprises (au nombre de 6 chez moi).
énergie cinétique (changement lié à la vitesse)
énergie thermique (changement lié à la température)
énergie potentielle de pesanteur (changement lié à l'altitude d'un objet attiré vers le sol)
énergie potentielle élastique (changement lié à la déformation d'un objet qui va reprendre sa forme)
énergie chimique (changement lié à la structure de la matière, aux liaisons entre atomes et/ou molécules)
énergie nucléaire (changement lié aux noyaux des atomes, sans définition à part "pour les centrales nucléaires" avant la 4e)
J'explique aux élèves que j'intègre toutes les formes d'énergies qui restent dans "énergie potentielle élastique", les aimants on les écarte et ils peuvent revenir, comme un élastique même si c'est différent... une seringue, on la compresse et le piston repart, comme un ressort même si c'est différent... etc. ça permet de garder le côté exhaustif sans tricher.
Le déroulé avec les 6e, ou des 5e débutants c'est de partir sur la définition de l'énergie : "grandeur physique qui permet de compter les changements ou les possibilités de changements", comme on peut changer des choses différentes, il existe différentes formes d'énergie... mais la quantité totale d'énergie ne change JAMAIS, il une forme d'énergie diminue (ou augmente) alors c'est qu'une autre augmente (ou diminue). Pour les 6e j'essaie de rester pour des cas qui parlent du même objet (même si ce n'est pas possible) afin de ne pas avoir à parler des transferts tout de suite.
Donc manipulations avec une balle de golf à faire rouler sur la table... j'explique qu'un objet lancé peut entrainer des changements, énergie cinétique liée à la vitesse, ok.
Ensuite, je leur demande de soulever la balle et de la lâcher et de faire un raisonnement sur ce qui se passe. L'énergie cinétique augmente pendant la chute. Ce n'est pas possible donc il faut une autre forme d'énergie qui diminue pendant la descente. Et plus on monte la balle, plus elle peut faire de dégâts (là on peut faire les impacts dans le sable humide mais j'ai arrêté, un peu trop de bazar et de préparation -le sable doit être humide mais pas mouillé et sec c'est pas probant- pour pas grand chose... rien que le bruit de la balle de golf qui rebondit est suffisant...)
On arrive à énergie potentielle de pesanteur, ils trouvent assez vite que la balle tombe grâce à l'attraction terrestre que l'on a vue dans la partie matière sur les propriétés de la masse. Ok, on reprend, la balle descend énergie cinétique augmente et énergie potentielle de pesanteur de la balle diminue... ok.
Ensuite, je leur distribue des petites voitures avec un moteur à friction à ressort. Je leur demande de reculer la voiture d'un centimètre, de la relâcher et de faire un raisonnement sur la conservation de l'énergie. Il arrivent à dire que l'énergie cinétique de la voiture provient d'une forme d'énergie stockée pendant le recul... ça galère un peu mais ils trouvent vite l'idée de ressort donc énergie potentielle élastique. On parle des élastiques, des ressorts, etc.
Ensuite, parle un peu d'énergie thermique (comme on a pas mal fait de changements d'états en chauffant pendant l'année, j'insiste pas trop car c'est clair dans leur tête que la matière peut changer de température).
Et ensuite, on reprend la balle et on regarde le rebond. Je leur demande le raisonnement énergétique pendant le rebond. Ils arrivent facilement à dire que l'énergie cinétique diminue quand la balle touche la table puis qu'elle réaugmente... quelle forme d'énergie augmente pendant que la balle ralentit ? Certain trouvent potentielle élastique mais pas tous. Et je leur montre une balle rebondissante (plus molle) dans leur tête ça fait davantage le lien.
Ils sont bien content d'avoir trouvé et je leur montre ceci ça clarifie les choses mais attention au côté hypnotisant du gif animé !
:https://www.shutterstock.com/fr/video/c ... low-motion
Puis on regarde le fait que la balle ne remonte pas aussi haut... où est passée l'énergie ? que la voiture finit par s'arrêter... où est passée l'énergie ? notion de frottement, et énergie thermique.
Skateur de PhET colorado.
https://phet.colorado.edu/fr/simulation ... skate-park
Ensuite, je sors les allumettes, l'énergie thermique augmente mais le bois est brûlé, modification de la matière donc diminution de l'énergie chimique.
Et je leur dit qu'on laisse tomber nucléaire.
Et ensuite on peut faire un raisonnement énergétique sur plein de trucs... lancer une balle qui casse une vitre, c'est augmenter l'énergie chimique de la vitre car on ralentit la balle. Si on a froid en sortant de la douche quand l'eau s'évapore c'est donc que l'énergie thermique diminue donc l'énergie chimique de l'eau augmente pendant l'évaporation etc.
Puis en 5e et 4e on reprend avec des mesures.
- éponge pliée avec thermomètre dedans pour prouver la diminution de température en cas d'évaporation de l'eau.
- évaporation du butane pour obtenir une température négative
- solidification du liquide dans une chaufferette pour chauffage (4e)
Voici le lien vers mon dossier avec les images non redimensionnées et quelques vidéos :
https://www.dropbox.com/sh/duf8k6w8k4dg ... yFaba?dl=0
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