Dans la classe 2 (S)

Première partie.

La séquence a débuté avec un thème qui fait référence au fonctionnement et au processus de modélisation en physique (thème 1). Dans ce thème une partie du texte du modèle de l’énergie a été lue et expliquée (la partie concernant le principe de conservation de l’énergie ne figure pas dans le texte distribué). La clase a ensuite entamé le chapitre concernant l’étude du travail d’une force en déplacement. Dans ce premier chapitre, la classe a d’abord défini la notion de travail d’une force en physique en s’appuyant sur un exemple de dessin mis au tableau par l’enseignant (un ouvrier qui soulève un objet par l’intermédiaire d’un fil qui passe par une poulie), ensuite identifié les facteurs qui influencent ce travail (intensité ou valeur de la force, distance de déplacement du point d’application et l’angle entre le vecteur force et le vecteur déplacement). Ces définitions ont permis à la classe d’étudier le travail d’une force constante sur un déplacement rectiligne, ensuite sur une trajectoire circulaire et sur un déplacement quelconque.

Des exercices d’applications ont suivi cette première partie, ensuite la classe a enchaîné avec l’étude du travail de forces variables en s’intéressant à un ressort horizontal auquel un objet est accroché et à un pendule de torsion. L’étude des puissances moyenne et instantanée a terminé la série de cours magistraux.

Avant d’entamer des exercices d’application qui mettent fin à cette deuxième partie de l’étude du travail d’une force en déplacement et à ce premier chapitre, l’enseignant a fait une récapitulation sur l’ensemble des notions essentielles vues et a donné un travail à faire (à la maison) qui concerne le prochain chapitre.

Deuxième partie.

La deuxième partie fait référence à l’étude de l’énergie cinétique et au théorème qui lui est associé. Elle débute par une activité proposée aux élèves qui consiste à classer cinq termes qui qualifient l’énergie dans deux domaines : la vie courante et en physique. A l’issue de cette classification, l’enseignant approfondit les termes classés en physique en introduisant les deux échelles : macroscopique et microscopique. Il déduit de l’analyse au niveau microscopique qu’il n’y a que deux termes : cinétique et potentielle. Durant cette activité, l’utilisation de la langue de communication et l’appartenance à une zone culturelle différente ont été évoquées au niveau du travail de groupe et à la correction. A la suite de cette activité une série de cours magistraux a permis à la classe d’étudier l’énergie cinétique et de donner son expression, d’étudier le moment d’inertie et donner aussi son expression pour certains systèmes simples. Le théorème de l’énergie cinétique a clôturé cette série de cours magistraux. Il faut noter l’utilisation du texte (documents écrits par l’enseignant) tout au long du cours magistral. La partie est clôturée par deux exercices d’application faisant référence à l’utilisation du théorème de l’énergie cinétique dans les cas de mouvement de translation et de rotation.

Troisième partie.

La troisième partie fait référence à l’étude des types d’énergies potentielles (élastique et de torsion). La détermination de la valeur de la constante occupe aussi une place importante. L’enseignant utilise l’analogie entre les trois types d’énergie potentielle pour insister sur les notions de système et de force intérieures conservatives et de forces extérieures. Ce qui permet à la classe de généraliser la relation entre la variation de l’énergie potentielle et le travail des forces intérieures conservatives (∆Ep=-W(f _ic). Le dessin de la situation introduit chaque type d’énergie potentielle. Un exercice d’application permet à la classe de se familiariser avec les références choisies et de déterminer ainsi les valeurs des constantes dans l’énergie potentielle de pesanteur. La définition du système isolé et le retour aux forces intérieures et extérieures terminent cette troisième partie.

Quatrième partie.

La quatrième partie fait référence à l’étude de l’énergie mécanique. La classe débute cette partie par la définition d’un système isolé, des notions de forces extérieures et intérieures. L’expression de l’énergie mécanique et son théorème ont été étudiés avant d’être appliqués dans des exercices. Les transformations de l’énergie stockée par un système isolé du point de vue énergétique ont été étudiées dans cette partie. La détermination de la variation d’énergie mécanique stockée par un système qui n’est pas isolé a permis à cette classe d’introduire le chapitre sur la calorimétrie.