Physique

 

 

 

 

Enseigner la physique d’une manière efficace

 

Niveau : Terminale SV Titre de l’Unité : Mécaniques – Ch5                                   Titre de la leçon: Oscillations forcées - Résonance Durée: 2 périodes I) Objectif : L’objectif de ce chapitre est d’étudier les caractéristiques de l’oscillation forcée et d’approfondir la connaissance du phénomène de résonance afin d’expliquer des phénomènes naturels comme les tremblements de Terre, les tempêtes …Dans ce but nous allons : Décrire l’oscillation forcée. Identifier les conditions de la résonance. Fournir des exemples pratiques d’oscillations forcées avec ou sans résonance. II) Concepts majeurs:  Oscillations forcées, amortissement léger, amortissement important, amortissement très important, résonance aiguë, résonance floue, excitateur, résonateur.  III   Matériel:  Pendule lourd, vidéo projecteur LCD.

1. Procédures et activités:

a)    Rappel: fréquence propre d’un pendule étudié au chapitre 4.

b)   Stimuler la réflexion de l’élève:

Ensuite l’enseignant pose les questions (sans attendre des réponses):

• Après un tremblement de Terre modéré, on peut voir que dans certaines zones certains immeubles sont détruits pendant que d’autres sont intacts. Pourquoi ?  
• Les ingénieurs fixent un gros pendule dans la base des immeubles pendant leur construction. Pourquoi ?
• Une très bonne vidéo à: http://www.youtube.com/watch?v=bDeswHjH1-U&feature=related  sur laquelle on peut voir entrer en résonance un pont à une amplitude maximale avant de s’effondrer.

 

c)    Induction: Un montage fait d’un Excitateur avec une fréquence propre réglable, couplé à un  Résonateur  fait d’un pendule léger et la force à osciller. Le pendule léger oscille avec une amplitude maximale pour une seule valeur de fréquence propre de l’excitateur. Les élèves peuvent l’observer à l’adresse: http://www.youtube.com/watch?v=PSjchBpKK9U&NR=1

Ils seront ensuite invités à représenter leurs interprétations déjà cherchées dans le travail en groupe. Ce travail et suivi d’une mise en commun de la conclusion.   

d)   Données pédagogiques: Le pendule lourd (excitateur) provoque l’oscillation du pendule léger (résonateur). Lorsque l’excitateur oscille avec une fréquence égale à celle du résonateur, ce dernier entre en résonance avec l’excitateur, avec une résonance aiguë.

Dans le cas où les forces de frottement sont importantes ou assez significatives, la résonance sera appelée résonance floue. Dans le cas où le frottement est extrêmement important, nous obtenons une oscillation forcée mais pas de résonance comme dans le cas du tympan de l’oreille ou d’une enceinte de basses. Dans le cas d’une oscillation forcée, le résonateur est sensible à une large gamme de fréquences. Les courbes correspondantes aux différents types de résonance sont dessinées sur le même graphique afin que l’élève puisse les distinguer.

e)    Contrôler la bonne compréhension:

• Aléatoire: demander aux élèves de définir: résonance, résonance aiguë, résonance floue, et oscillations forcées.  
• Réponses collectives: Poser les mêmes questions pour la classe entière.

 

II)  Pratique:

Demander aux élèves d’expliquer et de répondre aux questions (de la partie V-b) posées sur le tremblement de Terre, la construction de tours, la construction de ponts.  

III) Pour davantage d’exemples, regarder:

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=z39p4TuDUpU

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=IDi0bb0u3V8

http://www.youtube.com/watch?v=17tqXgvCN0E&feature=related

 

Physique

 

 

 

 

Enseigner la physique d’une manière efficace

 

Niveau : Terminale SV Titre de l’Unité : Mécaniques – Ch5                                   Titre de la leçon: Oscillations forcées - Résonance Durée: 2 périodes I) Objectif : L’objectif de ce chapitre est d’étudier les caractéristiques de l’oscillation forcée et d’approfondir la connaissance du phénomène de résonance afin d’expliquer des phénomènes naturels comme les tremblements de Terre, les tempêtes …Dans ce but nous allons : Décrire l’oscillation forcée. Identifier les conditions de la résonance. Fournir des exemples pratiques d’oscillations forcées avec ou sans résonance. II) Concepts majeurs:  Oscillations forcées, amortissement léger, amortissement important, amortissement très important, résonance aiguë, résonance floue, excitateur, résonateur.  III   Matériel:  Pendule lourd, vidéo projecteur LCD.

1. Procédures et activités:

a)    Rappel: fréquence propre d’un pendule étudié au chapitre 4.

b)   Stimuler la réflexion de l’élève:

Ensuite l’enseignant pose les questions (sans attendre des réponses):

• Après un tremblement de Terre modéré, on peut voir que dans certaines zones certains immeubles sont détruits pendant que d’autres sont intacts. Pourquoi ?  
• Les ingénieurs fixent un gros pendule dans la base des immeubles pendant leur construction. Pourquoi ?
• Une très bonne vidéo à: http://www.youtube.com/watch?v=bDeswHjH1-U&feature=related  sur laquelle on peut voir entrer en résonance un pont à une amplitude maximale avant de s’effondrer.

 

c)    Induction: Un montage fait d’un Excitateur avec une fréquence propre réglable, couplé à un  Résonateur  fait d’un pendule léger et la force à osciller. Le pendule léger oscille avec une amplitude maximale pour une seule valeur de fréquence propre de l’excitateur. Les élèves peuvent l’observer à l’adresse: http://www.youtube.com/watch?v=PSjchBpKK9U&NR=1

Ils seront ensuite invités à représenter leurs interprétations déjà cherchées dans le travail en groupe. Ce travail et suivi d’une mise en commun de la conclusion.   

d)   Données pédagogiques: Le pendule lourd (excitateur) provoque l’oscillation du pendule léger (résonateur). Lorsque l’excitateur oscille avec une fréquence égale à celle du résonateur, ce dernier entre en résonance avec l’excitateur, avec une résonance aiguë.

Dans le cas où les forces de frottement sont importantes ou assez significatives, la résonance sera appelée résonance floue. Dans le cas où le frottement est extrêmement important, nous obtenons une oscillation forcée mais pas de résonance comme dans le cas du tympan de l’oreille ou d’une enceinte de basses. Dans le cas d’une oscillation forcée, le résonateur est sensible à une large gamme de fréquences. Les courbes correspondantes aux différents types de résonance sont dessinées sur le même graphique afin que l’élève puisse les distinguer.

e)    Contrôler la bonne compréhension:

• Aléatoire: demander aux élèves de définir: résonance, résonance aiguë, résonance floue, et oscillations forcées.  
• Réponses collectives: Poser les mêmes questions pour la classe entière.

 

II)  Pratique:

Demander aux élèves d’expliquer et de répondre aux questions (de la partie V-b) posées sur le tremblement de Terre, la construction de tours, la construction de ponts.  

III) Pour davantage d’exemples, regarder:

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=z39p4TuDUpU

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=IDi0bb0u3V8

http://www.youtube.com/watch?v=17tqXgvCN0E&feature=related

 

Physique

 

 

 

 

Enseigner la physique d’une manière efficace

 

Niveau : Terminale SV Titre de l’Unité : Mécaniques – Ch5                                   Titre de la leçon: Oscillations forcées - Résonance Durée: 2 périodes I) Objectif : L’objectif de ce chapitre est d’étudier les caractéristiques de l’oscillation forcée et d’approfondir la connaissance du phénomène de résonance afin d’expliquer des phénomènes naturels comme les tremblements de Terre, les tempêtes …Dans ce but nous allons : Décrire l’oscillation forcée. Identifier les conditions de la résonance. Fournir des exemples pratiques d’oscillations forcées avec ou sans résonance. II) Concepts majeurs:  Oscillations forcées, amortissement léger, amortissement important, amortissement très important, résonance aiguë, résonance floue, excitateur, résonateur.  III   Matériel:  Pendule lourd, vidéo projecteur LCD.

1. Procédures et activités:

a)    Rappel: fréquence propre d’un pendule étudié au chapitre 4.

b)   Stimuler la réflexion de l’élève:

Ensuite l’enseignant pose les questions (sans attendre des réponses):

• Après un tremblement de Terre modéré, on peut voir que dans certaines zones certains immeubles sont détruits pendant que d’autres sont intacts. Pourquoi ?  
• Les ingénieurs fixent un gros pendule dans la base des immeubles pendant leur construction. Pourquoi ?
• Une très bonne vidéo à: http://www.youtube.com/watch?v=bDeswHjH1-U&feature=related  sur laquelle on peut voir entrer en résonance un pont à une amplitude maximale avant de s’effondrer.

 

c)    Induction: Un montage fait d’un Excitateur avec une fréquence propre réglable, couplé à un  Résonateur  fait d’un pendule léger et la force à osciller. Le pendule léger oscille avec une amplitude maximale pour une seule valeur de fréquence propre de l’excitateur. Les élèves peuvent l’observer à l’adresse: http://www.youtube.com/watch?v=PSjchBpKK9U&NR=1

Ils seront ensuite invités à représenter leurs interprétations déjà cherchées dans le travail en groupe. Ce travail et suivi d’une mise en commun de la conclusion.   

d)   Données pédagogiques: Le pendule lourd (excitateur) provoque l’oscillation du pendule léger (résonateur). Lorsque l’excitateur oscille avec une fréquence égale à celle du résonateur, ce dernier entre en résonance avec l’excitateur, avec une résonance aiguë.

Dans le cas où les forces de frottement sont importantes ou assez significatives, la résonance sera appelée résonance floue. Dans le cas où le frottement est extrêmement important, nous obtenons une oscillation forcée mais pas de résonance comme dans le cas du tympan de l’oreille ou d’une enceinte de basses. Dans le cas d’une oscillation forcée, le résonateur est sensible à une large gamme de fréquences. Les courbes correspondantes aux différents types de résonance sont dessinées sur le même graphique afin que l’élève puisse les distinguer.

e)    Contrôler la bonne compréhension:

• Aléatoire: demander aux élèves de définir: résonance, résonance aiguë, résonance floue, et oscillations forcées.  
• Réponses collectives: Poser les mêmes questions pour la classe entière.

 

II)  Pratique:

Demander aux élèves d’expliquer et de répondre aux questions (de la partie V-b) posées sur le tremblement de Terre, la construction de tours, la construction de ponts.  

III) Pour davantage d’exemples, regarder:

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=z39p4TuDUpU

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=IDi0bb0u3V8

http://www.youtube.com/watch?v=17tqXgvCN0E&feature=related