Pré-requis (compétences non évaluées mais nécessaires)

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1 C4PCOS060 NIVEAU : COLLEGE : cycle central (4 ème ) DISCIPLINE(S) : Sciences physiques et chimiques CHAMP : 4 ème (C21) Le courant continu : concepts d intensité et de tension COMPÉTENCE : COMMUNIQUER(COM 12) Observer, prélever, constater, relever, repérer, rechercher, recenser, sélectionner des informations obtenues à partir d un document MOTS CLÉS : Tension - Phénomène naturel - Foudre TITRE Cumulo-nimbus, tensions et coups de foudre PRÉSENTATION Nature de l activité Répondre à des questions sur le phénomène naturel de la foudre en cherchant les réponses dans le texte d un document. Pré-requis (compétences non évaluées mais nécessaires) Construire des phrases complètes (COM 35). Produire en utilisant des outils de communication scientifiques : dessin (COM 31). Type et origine des supports Manuel de 4 ème «Physique-chimie» ; collection Arc-en-ciel ; Éditions Hatier, page 14 CONSIGNES DE PASSATION Consignes pour le professeur (lecture orale de l énoncé, vérification par le professeur du montage ou d un résultat en cours de travail...) Présenter oralement l exercice. Indiquer les consignes : lire entièrement le texte du document, lire une question et chercher la réponse dans le texte, répondre à la question par une phrase complète (ou un dessin). Conditions de l évaluation (temps imparti, travail en groupe ou individuel, documents autorisés, matériel fourni...) Travail individuel Temps imparti : 20 minutes Documents autorisés : aucun COMMENTAIRES Cet exercice met en évidence le fait d accéder à des connaissances grâce à la lecture d un texte. Donné à la fin du chapitre sur la tension électrique, partie «Intensité et tension en courant continu», il a pour but, tout en évaluant l aptitude à chercher de l information dans un texte, de faire découvrir aux élèves que la notion de tension électrique peut se retrouver dans un phénomène naturel connu d eux : la foudre. En effet les élèves sont souvent surpris de découvrir que la foudre est un phénomène électrique. Certains se demandent pourquoi on n utilise pas cette source d électricité pour notre usage quotidien. C4PCOS060.DOC 1/5

2 NATURE ET EXPLOITATION DES REPONSES Types de réponses repérées Dans l ensemble, le texte ne pose beaucoup de problèmes de compréhension (compétence évaluée). Toutefois, chacune des questions de cet exercice met en œuvre diverses compétences. On peut choisir d en évaluer une autre mais les critères de réussite sont alors à reprendre. Ainsi : cet exercice demande, non seulement de lire et comprendre un texte, mais aussi d utiliser la langue française pour répondre aux questions : des élèves oublient de faire des phrases complètes (critère en italique). cet exercice demande encore la réalisation de dessins pour schématiser un phénomène : certains élèves ne réussissent pas à faire les dessins demandés car ils n arrivent pas à transformer les informations du texte en indications graphiques. D autre exercices portant sur cette compétence pourront être alors effectués (comme le C6SCON011 de la banque) pour évaluer le type de difficulté. Suggestions pédagogiques L utilisation régulière de documents avec questions permet aux élèves d acquérir une certaine aisance dans ce type de travail au fur et à mesure de l année. Une telle activité suggère un travail transdisciplinaire avec le Français puisque les élèves réalisent, d une certaine manière une «explication de texte» en sciences physiques. Attention à bien évaluer la compétence consistant à trouver la réponse dans le texte séparément de celle consistant à exprimer les réponses par des phrases correctes (COM 35). C4PCOS060.DOC 2/5

3 Compétence évaluée : S informer: rechercher, sélectionner des informations dans un texte Critères de réussite : Chaque réponse est en accord avec le document Chaque réponse est fournie par une phrase complète CUMULO NIMBUS ET ELECTRICITE Le document de la page suivante décrit et explique le phénomène des orages. Utilisez les informations fournies par ce texte et répondez, par des phrases, aux questions suivantes : 1/ Les charges électriques - Pourquoi se forme-t-il des charges électriques? - Comment les charges électriques se forment-elles? - De quel signe sont-elles et en quel endroit? 2/ Les décharges électriques - Faire un dessin représentant une décharge électrique entre deux nuages (sans oublier les charges avec leur signe) C4PCOS060.DOC 3/5

4 - Faire un dessin représentant une décharge électrique entre un nuage et le sol (sans oublier les charges avec leur signe) - Dire dans quel cas la décharge électrique est appelée «foudre» 3/ Les effets des décharges électriques Le premier effet est lumineux : ce sont les éclairs. On observe d autres effets : - le tonnerre : à quoi le tonnerre correspond-il? - l effet thermique : comment cet effet se manifeste-t-il sur un arbre? - l effet dynamique : comment cet effet se manifeste-t-il sur un arbre? 4/ Les précautions à prendre Si on se promène et que l'orage éclate, auprès de quel type "d objets" ne vaut-il mieux pas se trouver pour diminuer le risque d'être touché par la foudre? C4PCOS060.DOC 4/5

5 DOCUMENT CUMULO-NIMBUS, TENSIONS ET FOUDRE La foudre est un phénomène électrique naturel. Son histoire commence au cœur de masses nuageuses gigantesques : les cumulo-nimbus. Ces nuages sont les plus larges et les plus hauts : leur base se trouve à 1 ou 2 km du sol tandis que leur sommet peut atteindre 10, 15, voire 20 km d'altitude. Dans ces énormes volumes, des variations de température aux différents niveaux créent des courants de convection : l'air tourbillonne et entraîne avec lui les particules d'eau liquide et de glace qui constituent le nuage. Ces particules s'entrechoquent et se chargent par frottement. Pour des raisons encore mal expliquées, les charges positives s'accumulent vers le haut du nuage et les charges négatives vers le bas. Il apparaît ainsi des tensions de plusieurs centaines de milliers de volts entre les parties d'un même nuage, entre deux nuages voisins ou encore un nuage et le sol. Quand les tensions électriques sont suffisantes, des décharges se produisent sous forme de grandioses étincelles : les éclairs. Quand la décharge se produit entre un nuage et le sol, elle porte le nom de foudre. Son déclenchement est favorisé par la présence au sol d'objets pointus : arbres, rochers, antennes... Le courant, très bref (quelques microsecondes) mais très puissant qui l'accompagne, fait penser à un gigantesque court-circuit entre le nuage et le sol. Sous l effet de la décharge, l air vibre en produisant un son : c est le tonnerre. Ses effets thermiques et dynamiques sont spectaculaires et dangereux. Si la foudre frappe un arbre par exemple, elle le brûle et le brise : le courant suivant le chemin de moindre résistance, passe sous l'écorce. Sous l'effet de la chaleur, la vaporisation des substances liquides produit une véritable explosion qui arrache l'écorce et donne aux arbres foudroyés leur aspect caractéristique. Dans le monde, la foudre frappe en moyenne 30 fois par seconde. C4PCOS060.DOC 5/5