AP3.1 - Equilibre statique des objets

Philippe Godts

AESS Sciences physiques -enseignant en 4^ème secondaire

& Michaël Pire

AESI Sciences physiques - enseignant en 3^ème secondaire

La formation proposée poursuit comme objectifs de permettre aux enseignants de se familiariser avec le nouveau programme, tant en termes de contenus, qu’en termes de compétences. 

Le contenu retenu est celui de l’équilibre statique d’un objet, car il permet de nombreuses applications avec des situations réelles, et limite la modélisation nécessaire au strict minimum.  Les enseignants seront amenés à reconnaître les avantages et les limites des deux méthodes de détermination de résultantes de forces : le polygone d’une part et le parallélogramme d’autre part, en fonction des informations recherchées.

L’atelier sera également l’occasion de tester différentes familles de tâches telles qu’envisagées par le nouveau programme, en particulier la famille 1 (décrire, expliquer un phénomène ou prévoir son évolution), la famille 2 (mener à bien une recherche expérimentale) et plus accessoirement la famille 3 (résoudre une application concrète) en amenant les enseignants à prendre une part active dans l’atelier.

A cette fin, l’atelier pourra se dérouler en différentes étapes :

• Relever, à travers divers montages expérimentaux, les indices montrant qu'une force a été exercée sur un corps donné et illustrer, à l'aide du principe action-réaction, que la force exercée n’est pas toujours celle qu’on ressent soi-même ;
• Présentation de l’outil du polygone des forces pour un système de trois forces concourantes s’exerçant sur un objet ;
• Répartition des enseignants en petits groupes et analyse d’un montage réel où des forces concourantes de traction ou compression sont exercées (modèle de pont, grue, potence, plan incliné, pont en arc, corde à linge,…) ;
• Mise en commun des petits groupes en faisant ressortir ce qui est exploitable dans le cadre d’une classe de 3^ème et discussion sur les méthodes de détermination de résultantes ;
• Montrer l’un ou l’autre prolongement possible dans le cas de corps subissant des forces  appliquées en des points différents (poulie, pédalier de vélo, bras de grue,…) tout en restant dans le cadre prévu par le nouveau programme ;
• Proposer différents outils, tels les plans pour les réalisations de modèles et gabarits par les enseignants eux-mêmes, des photographies d’ouvrages de génie civil tels des ponts, pylônes,… des simulations informatiques,…