TP-Phys 5. Cahier d activités. Imprimez ce document et regroupez ses pages dans un classeur.

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1 TP-Phys 5 Cahier d activités Imprimez ce document et regroupez ses pages dans un classeur. Ce cahier de l élève doit être utilisé en accompagnement du logiciel. Le rôle de ce cahier est d aider l élève dans sa réflexion en l incitant à noter ses observations tout au long des activités. Ces notes lui permettront par la suite de répondre correctement aux questions du logiciel avenue de la Rance LA RICHARDAIS micrault@gmail.com

2 TP-Phys-5 FICHE METHODE 2/34 1 Les éléments d un circuit électrique Le circuit électrique Dipôles Pile Interrupteur ouvert Interrupteur fermé Lampe Moteur Diode Symboles normalisés : (Schématiser) 2 Le sens du courant On réalise un circuit électrique avec une pile, un interrupteur et un moteur électrique. On ferme l interrupteur. 1. Schématiser ce montage en utilisant des symboles normalisés. 2. On inverse les bornes de la pile. Que constate-t-on? 3. En conclusion : le courant électrique a-t-il un sens de circulation? 4. Représenter, sur le schéma, le sens de déplacement de ce courant Le court-circuit On réalise un circuit électrique avec une pile, une lampe et un brin de laine d acier. Comment circule le courant lorsque la lampe fonctionne normalement?... Expliquer ce qui se passe et quels sont les risques lorsque la lampe est en court-circuit : Le circuit électrique

3 TP-Phys-5 FICHE TP 3/34 Le circuit électrique T. P. 1 Les éléments d un circuit électrique (4 points) Nomme les éléments représentés par les symboles normalisés ci-dessous. :... :... :... :... :... M :... T. P. 2 Schématisation d un circuit électrique (4 points) Quelle est la composition du circuit électrique étudié? Réalise un schéma ici : T. P. 3 à 6 Le courant électrique dans un circuit (8 points) Remarque : 2 réponses sur 4 sont correctes dans chaque TP Quel est le rôle : D un générateur?... D un interrupteur?... D une diode?... Quel est le sens de déplacement du courant dans un circuit? De quoi dépend le sens de rotation d un moteur électrique? Le circuit électrique

4 TP-Phys-5 FICHE TP 4/34 T. P. 7 Le court-circuit (4 points) Observer le circuit ci-contre. On relie les points A - B, d une part et C - D d autre part par un conducteur, de la laine d acier ou un fusible. Ecrire dans les cellules blanches du tableau ce que tu observes. A B C D Conducteur Entre A et B Conducteur Laine d acier Fusible Entre C et D Laine d acier Fusible Le circuit électrique

5 TP-Phys-5 FICHE METHODE 5/34 1 Montage en série Montages électriques Observer le circuit en série de la méthode 1. Quels sont les éléments qui le composent? Schématiser ce circuit ici Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 3 Montage en dérivation Observer le circuit en dérivation de la méthode 3. Quels sont les éléments qui le composent? Schématiser ce circuit ici Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 2 et 4 - Interprétation Expliquer comment se comporte le courant dans le tableau ci-dessous. Montage : En série En dérivation Le courant circule normalement Une des lampes est dévissée ou en panne Une des lampes est en court-circuit Montages électriques

6 TP-Phys-5 FICHE TP 6/34 Montages électriques PROJET N 1 Un fabricant de jouets doit réaliser une voiture électrique. A partir de schémas de montages il t a chargé d'étudier le circuit électrique de ce projet. Projet : Le véhicule comprend 1 moteur, 1 éclairage avant (phares), 1 éclairage arrière (feux rouges). Le tout alimenté par le même générateur (pile) et le même interrupteur. Cahier des charges, 3 conditions sont imposées : 1) Les lampes s'éclairent quand le moteur tourne, ils s'éteignent quand le moteur s'arrête. Le moteur ne peut pas fonctionner phares éteints 2) Les lampes s'allument et s'éteignent en même temps. 3) Si uns des lampes grille, l'autre continue de fonctionner. T. P. 1 à 10 Etudie chacun des 10 schémas proposés et complète le tableau ci-dessous : (Répondre par OUI ou NON) TP n : Condition 1 Condition 2 Condition 3 Conclusion Dans quel(s) cas, le cahier des charges est-il respecté?... Montages électriques

7 TP-Phys-5 FICHE TP 7/34 Montages électriques PROJET N 2 Un fabricant de jouets doit réaliser une voiture électrique. A partir de schémas de montages il t a chargé d'étudier le circuit électrique de ce projet. Projet : Le véhicule comprend 1 moteur, 1 éclairage avant (phares), 1 éclairage arrière (feux rouges). Le tout alimenté par le même générateur (pile) et 2 interrupteurs. Cahier des charges, 3 conditions sont imposées : 1) Le moteur doit pouvoir fonctionner même si les éclairages sont éteints. 2) On doit pouvoir allumer les lampes, moteur à l arrêt. 3) Les lampes s'allument et s'éteignent en même temps. 4) Si une des lampes grille, l'autre continue de fonctionner. T. P. 1 à 10 Etudie chacun des 10 schémas proposés et complète le tableau ci-dessous : (Répondre par OUI ou NON) TP n : Condition 1 Condition 2 Condition 3 Condition 4 Conclusion Dans quel(s) cas, le cahier des charges est-il respecté?... Montages électriques

8 TP-Phys-5 FICHE METHODE 8/34 Pour chaque exemple ci-dessous : DEL (diodes électroluminescentes) en parallèle 1. Colorie des DEL qui doivent être allumées pour afficher le nombre désigné. 2. Ferme les interrupteurs correspondants sur le schéma de droite. 1 Affichage d un nombre à 1 chiffre DEL en parallèle

9 TP-Phys-5 FICHE METHODE 9/34 2 Affichage d un nombre à 2 chiffres Chiffre de gauche Chiffre de droite 3 Affichage d un nombre à 3 chiffres Chiffre de gauche Chiffre du centre Chiffre de droite DEL en parallèle

10 TP-Phys-5 FICHE TP 10/34 Pour chaque TP ci-dessous : DEL (diodes électroluminescentes) en parallèle 3. Colorie des DEL qui doivent être allumées pour afficher le nombre désigné. 4. Détermine les interrupteurs qui doivent être fermés pour afficher ce nombre. T. P. 1 à 3 Nombres à 1 chiffre 1) Nombre 9 2) Nombre 2 3) Nombre 8 T. P. 4 à 6 Nombres à 2 chiffres 4) Nombre 23 5) Nombre 87 6) Nombre 4,6 DEL en parallèle

11 TP-Phys-5 FICHE TP 11/34 T. P. 7 à 10 Nombres à 3 chiffres 7) Nombre 132 8) Nombre 3,96 9) Nombre 95,4 10) Nombre -0,7 DEL en parallèle

12 TP-Phys-5 FICHE METHODE 12/ Les 2 types de montage Une installation électrique En série Observer le circuit en série de la méthode 1. Quels sont les éléments qui le composent? Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? En dérivation Observer le circuit en dérivation de la méthode 3. Quels sont les éléments qui le composent? Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 2 - Interprétation Expliquer comment se comporte le courant dans le tableau ci-dessous. Montage : En série En dérivation Le courant circule normalement Une des lampes est dévissée ou en panne Une des lampes est en court-circuit 3 Les éléments d une installation électrique Complète le tableau ci-dessous : Elément A quoi sert-il? Une installation électrique

13 TP-Phys-5 FICHE TP 13/34 Explication : Une installation électrique Le schéma ci-dessous représente l installation électrique d un studio. Elle comporte : Un compteur, un disjoncteur, un tableau de répartition dans lequel se trouvent des fusibles, Dans la salle de bain : 1 lampe commandée par 1 interrupteur et 1 prise, Dans la cuisine : 1 lampe commandée par 1 interrupteur et 1 prise, Dans le séjour: 2 lampes commandées par 1 interrupteur et 2 prises. Remarques : Le compteur est gradué en Wh (Watt-heure) alors que normalement il devrait être gradué en kwh (kilowatt-heure) ; c est pour rendre le phénomène plus «visible» (il tourne plus vite). Les appareils électriques représentés n ont pas obligatoirement la même puissance électrique (la cuisinière électrique est 20 fois plus puissante qu une lampe). On fera donc en sorte de la placer dans la pièce qui lui convient! Les grandeurs Energie (en Wh) et Puissance ne sont pas au programme de 5 ème. Cela ne doit pas t empêcher de réaliser les TP et de répondre ensuite aux questions. Ce schéma ne tient pas compte des prises de terre (hors programme). Une installation électrique

14 TP-Phys-5 FICHE TP 14/34 Travaux Pratiques : Réalise les manipulations décrites pour chaque TP et réponds ensuite aux questions. T. P. 1 à 3 1. Manœuvre le disjoncteur et les interrupteurs. 2. Observe le résultat sur les lampes. 3. Branche (par glissement) les appareils électriques sur les prises qui conviennent 4. Manœuvre à nouveau le disjoncteur et les interrupteurs. 5. Observe le résultat sur le compteur. Question 1 Quel appareil permet de couper le courant dans le studio? 2 Quel appareil permet de couper le courant dans le circuit d éclairage d une pièce? 3 Quel appareil permet de connaître de mesurer la quantité d énergie consommée? Réponse le compteur le disjoncteur un interrupteur un fusible le compteur le disjoncteur un interrupteur un fusible le compteur le disjoncteur un interrupteur un fusible T. P. 4 à 5 1. Ferme le disjoncteur. 2. Eteins toutes les lampes. 3. Branche individuellement ou ensemble les appareils électriques sur les prises qui conviennent. 4. Observe le résultat sur le compteur. 4 Parmi les appareils suivants, quel est celui qui consomme le moins d énergie? 5 Parmi les appareils suivants, quel est celui qui consomme le plus d énergie? le sèche-cheveux la cuisinière électrique le téléviseur la lampe de chevet le sèche-cheveux la cuisinière électrique le téléviseur la lampe de chevet Une installation électrique

15 TP-Phys-5 FICHE TP 15/34 T. P. 6 à 7 1. Manœuvre le disjoncteur et les interrupteurs. 2. Branche (par glissement) les appareils électriques sur les prises qui conviennent 3. Réalise un court-circuit (par glissement) à différents endroits de l installation 4. Observe le résultat sur les appareils et le compteur. 5. Tu peux remettre les fusibles en état de marche en cliquant sur le bouton «Changer les fusibles». 6 Quel appareil permet d éviter le court-circuit? 7 Comment est branché un fusible avec la prise ou la lampe qui lui est associée? le compteur le disjoncteur un interrupteur un fusible en série en dérivation en parallèle en court-circuit T. P. 8 à 9 1. Allume les lampes du séjour. 2. Court-circuite la lampe du bas (L4) 3. Observe le résultat sur les appareils et le compteur. 4. Tu peux remettre les fusibles en état de marche en cliquant sur le bouton «Changer les fusibles». 8 Dans le séjour, si une lampe grille ou est en court-circuit, l autre fonctionne comment? 9 Comment sont branchées les lampes du séjour? elle s éteint elle grille elle reste allumée elle brille beaucoup plus fort en série en dérivation en parallèle en court-circuit T. P Remets tous les fusibles en état de marche. 2. Branche la cuisinière électrique dans la salle de bain 3. Observe le résultat sur les appareils et le compteur. 10 Parmi les affirmations ci-contre, quelle est celle qui est juste? chaque fusible doit être adapté à l appareil électrique qu il est censé protéger tous les fusibles sont identiques tous les fusibles sont interchangeables on peut brancher n importe quel appareil sur n importe quelle prise Une installation électrique

16 TP-Phys-5 FICHE METHODE 16/34 1- Les 2 types d interrupteurs Avec des interrupteurs Schématiser ci-dessous un circuit comportant 1 générateur (1 pile), 2 lampes et 1 interrupteur en distinguant 2 cas : Représenter sur chaque schéma le déplacement du courant par des flèches. Interrupteur simple allumage Interrupteur double allumage 2 - Les éléments d un circuit électrique Dipôles Pile Interrupteur ouvert Interrupteur fermé Lampe Moteur Diode Symboles normalisés : (Schématiser) Avec des interrupteurs

17 TP-Phys-5 FICHE TP 17/34 Pour chacun des 5 TP suivants : Avec des interrupteurs 6. Manœuvre le ou les interrupteurs. 7. Observe le résultat sur la ou les lampes. 8. Coche dans la partie de droite les affirmations qui conviennent. 9. Complète le schéma de gauche en y plaçant les symboles (lampes et interrupteurs) qui correspondent à chaque montage électrique. Symboles : T. P. 1 L1 et L2 sont commandées séparément. Elles fonctionnent indépendamment : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L2 est allumée, L1 peut être allumée ou éteinte. L1 et L2 sont commandées simultanément. L1 et L2 s allument et s éteignent ensemble. L1 et L2 fonctionnent à l inverse : - si L1 est allumée, L2 est éteinte, - si L2 est allumée, L1 est éteinte. L1 est commandée de 2 endroits différents. Ce type de montage est appelé un «va et vient» : 2 interrupteurs commandent une même lampe. L2 ne peut fonctionner que si L1 est allumée : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L1 est éteinte, L2 est obligatoirement éteinte. T. P. 2 L1 et L2 sont commandées séparément. Elles fonctionnent indépendamment : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L2 est allumée, L1 peut être allumée ou éteinte. L1 et L2 sont commandées simultanément. L1 et L2 s allument et s éteignent ensemble. L1 et L2 fonctionnent à l inverse : - si L1 est allumée, L2 est éteinte, - si L2 est allumée, L1 est éteinte. L1 est commandée de 2 endroits différents. Ce type de montage est appelé un «va et vient» : 2 interrupteurs commandent une même lampe. L2 ne peut fonctionner que si L1 est allumée : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L1 est éteinte, L2 est obligatoirement éteinte. Avec des interrupteurs

18 TP-Phys-5 FICHE TP 18/34 T. P. 3 L1 et L2 sont commandées séparément. Elles fonctionnent indépendamment : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L2 est allumée, L1 peut être allumée ou éteinte. L1 et L2 sont commandées simultanément. L1 et L2 s allument et s éteignent ensemble. L1 et L2 fonctionnent à l inverse : - si L1 est allumée, L2 est éteinte, - si L2 est allumée, L1 est éteinte. L1 est commandée de 2 endroits différents. Ce type de montage est appelé un «va et vient» : 2 interrupteurs commandent une même lampe. L2 ne peut fonctionner que si L1 est allumée : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L1 est éteinte, L2 est obligatoirement éteinte. T. P. 4 L1 et L2 sont commandées séparément. Elles fonctionnent indépendamment : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L2 est allumée, L1 peut être allumée ou éteinte. L1 et L2 sont commandées simultanément. L1 et L2 s allument et s éteignent ensemble. L1 et L2 fonctionnent à l inverse : - si L1 est allumée, L2 est éteinte, - si L2 est allumée, L1 est éteinte. L1 est commandée de 2 endroits différents. Ce type de montage est appelé un «va et vient» : 2 interrupteurs commandent une même lampe. L2 ne peut fonctionner que si L1 est allumée : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L1 est éteinte, L2 est obligatoirement éteinte. T. P. 5 L1 et L2 sont commandées séparément. Elles fonctionnent indépendamment : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L2 est allumée, L1 peut être allumée ou éteinte. L1 et L2 sont commandées simultanément. L1 et L2 s allument et s éteignent ensemble. L1 et L2 fonctionnent à l inverse : - si L1 est allumée, L2 est éteinte, - si L2 est allumée, L1 est éteinte. L1 est commandée de 2 endroits différents. Ce type de montage est appelé un «va et vient» : 2 interrupteurs commandent une même lampe. L2 ne peut fonctionner que si L1 est allumée : - si L1 est allumée, L2 peut être allumée ou éteinte, - si L1 est éteinte, L2 est obligatoirement éteinte. Avec des interrupteurs

19 TP-Phys-5 FICHE METHODE 19/34 1 Montage en série Réaliser des circuits électriques Observer le circuit en série de la méthode 1. Quels sont les éléments qui le composent? Schématiser ce circuit ici Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 3 Montage en dérivation Observer le circuit en dérivation de la méthode 3. Quels sont les éléments qui le composent? Schématiser ce circuit ici Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 2 et 4 - Interprétation Expliquer comment se comporte le courant dans le tableau ci-dessous. Montage : En série En dérivation Le courant circule normalement Une des lampes est dévissée ou en panne Une des lampes est en court-circuit Réaliser des circuits électriques

20 TP-Phys-5 FICHE TP 20/34 Réaliser des circuits électriques Pour chaque TP, réalise le schéma du circuit électrique et nomme les dipôles utilisés. TP 1 - (5 points) TP 2 - (5 points) TP 3 - (5 points) TP 4 - (3 points) TP 5 - (3 points) TP 6 - (3 points) Réaliser des circuits électriques

21 . TP-Phys-5 FICHE METHODE 21/34 1 Montage en dérivation Feux tricolores Observer le circuit en dérivation de la méthode 3. Quels sont les éléments qui le composent? Schématiser ce circuit ici Que peut-on dire de l éclat des lampes quand une ampoule est en panne ou dévissée? 2 - Interprétation Expliquer comment se comporte le courant dans le tableau ci-dessous. Montage : En série En dérivation Le courant circule normalement Une des lampes est dévissée ou en panne Une des lampes est en court-circuit 3 Fonctionnement d un commutateur multipositions Sur le schéma ci-contre, compléter le commutateur (tige manquante) et représenter, par des flèches de couleurs différentes, le passage du courant dans le circuit Préciser dans chaque cas, l éclat des DEL.. En bleu, commutateur en 1... En vert, commutateur en 2... En rouge, commutateur en Feux tricolores

22 TP-Phys-5 FICHE TP 22/34 Feux tricolores Pour chaque TP, réalise le schéma du circuit électrique. Objectif : Un fabricant de jouets doit réaliser un circuit de voitures électriques. Il t a chargé d un projet : établir le schéma de montage des feux tricolores qui seront livrés avec ce circuit. Selon les cas étudiés, tu devras compléter le schéma de montage en dessinant les fils de connexion manquants. TP 1 : Un feu tricolore classique Composants utilisés : 1 DEL rouge 1 DEL verte 1 DEL jaune 1 interrupteur 1 pile, un commutateur 3 positions des fils de connexion. Schéma à compléter : Cahier des charges : En tournant le commutateur dans le sens des aiguilles d une montre, le feu passe successivement au vert, à l orange, au rouge, au vert, etc. Nombre de conducteurs à tracer : 3 TP 2 : Deux feux tricolores sur la même voie Composants utilisés : 2 DEL rouges 2 DEL vertes 2 DEL jaunes 1 interrupteur 1 pile, un commutateur 3 positions des fils de connexion. Schéma à compléter : Cahier des charges : Les 2 feux fonctionnent de la même manière. En tournant le commutateur dans le sens des aiguilles d une montre, chaque feu passe successivement au vert, à l orange, au rouge, au vert, etc. Nombre de conducteurs à tracer : 6 Feux tricolores

23 TP-Phys-5 FICHE TP 23/34 TP 3 : Un feu pour les véhicules et les piétons Composants utilisés : 2 DEL rouges 2 DEL vertes 1 DEL jaune 1 interrupteur 1 pile, un commutateur 3 positions des fils de connexion. Schéma à compléter : Cahier des charges : En tournant le commutateur dans le sens des aiguilles d une montre, le feu passe successivement au vert, orange, rouge, vert, etc. Attention : Pour les piétons le feu est vert seulement si le feu des véhicules est rouge. Dans les autres cas il est toujours rouge. Nombre de conducteurs à tracer : 6 TP 4 : Deux feux dans un croisement Composants utilisés : 2 DEL rouges 2 DEL vertes 2 DEL jaunes 1 interrupteur 1 pile, un commutateur 4 positions des fils de connexion. Schéma à compléter : Cahier des charges : En tournant le commutateur dans le sens des aiguilles d une montre, les feux passent successivement au vert, orange, rouge, vert, etc. Attention : Les 2 feux fonctionnent à l inverse. Quand l un est au rouge, l autre est généralement au vert, mais peut aussi être à l orange. Nombre de conducteurs à tracer : 5 Pour simplifier l exercice, certains conducteurs sont déjà en place. Notation : 5 points par TP Feux tricolores

24 TP-Phys-5 FICHE METHODE 24/34 1 La propagation de la lumière Propagation de la lumière Trois cartons opaques percés d un trou sont intercalés derrière une lampe. Pourquoi l œil de l observateur ne voit-il pas la source de lumière au travers des trous? Expliquer par un second schéma à droite en traçant le rayon issu de la source et qui arrive dans l œil, en plaçant les 3 cartons convenablement. Schéma Conclusion : que peut-on dire de la propagation de la lumière?.. 2 Faisceau lumineux et ombres Une source ponctuelle S éclaire une balle placée devant un écran. Quelles sont les zones d ombre? Sur le schéma ci-contre, tracer le faisceau lumineux qui permet de déterminer les zones d ombre. S Mettre une légende à ce schéma. Propagation de la lumière

25 TP-Phys-5 FICHE TP 25/34 TP 1 : Comment se propage la lumière? Propagation de la lumière On a placé derrière une lampe 2 cartons opaques. Celui de droite est percé de 3 trous, celui du centre d un seul trou. Un observateur, placé à l extrême droite du montage, désire observer le filament de la lampe. Où doit-il positionner son œil? Pour répondre à cette question, trace d abord le rayon lumineux qui matérialise le chemin suivi par la lumière. En conclusion, comment se propage la lumière? TP 2 : Faisceaux lumineux et ombres Une source ponctuelle S éclaire un écran. Un carton troué ou diaphragme est placé entre la source et l écran. Trace le faisceau lumineux qui éclaire l écran. Légende ce schéma à l aide des expressions cidessous : Source ponctuelle - Faisceau de lumière. - Zone d ombre - Zone éclairée. On déplace le diaphragme vers la gauche, trace le faisceau lumineux ainsi que la tache lumineuse obtenue sur l écran. Quelle conclusion peut-on en déduire? Propagation de la lumière

26 TP-Phys-5 FICHE TP 26/34 TP 3 : La chambre noire On a placé une bougie (objet PS) devant l orifice d une chambre noire. Une image (P S ) se forme sur l écran. Sur les 4 schémas ci-dessous, trace les rayons qui délimitent l image obtenue sur l écran de la chambre noire. Que peut-on dire de cette image? Comment se comporte l image : - quand on approche (ou éloigne) l objet de la chambre noire?... - quand on déplace l objet (droite, haut ) devant la chambre noire?. Notation : (TP1 = 2) + (TP2 = 4 + 2) + TP3 (constructions = 4 + réponses = 5) Propagation de la lumière

27 TP-Phys-5 FICHE METHODE 27/34 1 La propagation de la lumière Optique et mathématiques Trois cartons opaques percés d un trou sont intercalés derrière une lampe. Pourquoi l œil de l observateur ne voit-il pas la source de lumière au travers des trous? Expliquer par un second schéma à droite en traçant le rayon issu de la source et qui arrive dans l œil, en plaçant les 3 cartons convenablement. Schéma Conclusion : que peut-on dire de la propagation de la lumière?.. 2 Faisceau lumineux et ombres Une source ponctuelle S éclaire une balle placée devant un écran. Quelles sont les zones d ombre? Sur le schéma ci-contre, tracer le faisceau lumineux qui permet de déterminer les zones d ombre. S Mettre une légende à ce schéma. Optique et mathématiques

28 TP-Phys-5 FICHE TP 28/34 TP 1 : Pythéas en 600 av J. C. Exercice 1 : le gnomon Optique et mathématiques Vers 600 av J. C., Pythéas inventa le gnomon. C est une simple tige plantée verticalement sur le sol et éclairée par le soleil. L ombre du gnomon varie-t-elle au cours de la journée? Sur le schéma 1, représentez l ombre du gnomon en différents moments de la journée. Comment cette ombre se déplace-t-elle?... A-t-elle toujours la même taille? Schéma1 Schéma2 Trajectoire du soleil O Sud Est C B A Ouest Exercice 2 : repérer la position du soleil à partir de l ombre portée d un objet Sur le schéma2, l ombre d un arbre se déplace au cours de la journée en position A, B puis C. En traçant le rayon délimitant cette ombre, retrouve la position du soleil sur sa trajectoire. TP 2 : Thalès en 500 av J. C. Thalès avait pour mission de mesurer la hauteur de la pyramide de Khéops. Pour cela il se compara à une certaine heure de la journée son ombre à cette de la pyramide. Quelle heure choisit-il? Pourquoi cette heure là plutôt qu une autre? Que peut-on dire de l ombre de la pyramide à cette heure là? Optique et mathématiques

29 TP-Phys-5 FICHE TP 29/34 Sur le schéma ci-contre, exprimer en bâtons la longueur des segments : AB =.. AC =.. M est le milieu de [AC] AM =.. MB =.. SM =.. 1 bâton mesure 1,70 m, quelle est la hauteur de la pyramide? H =.. TP 3 : Eratosthène en 300 av J. C. Eratosthène démontra que la Terre devait être ronde et calcula sa circonférence. Pour cela il fit planter 2 bâtons de même hauteur, en plein soleil, le jour du solstice d été (21 juin) dans 2 villes d Egypte : Alexandrie au nord et Syène au sud. Au Zénith, c'est-à-dire quand le soleil est au plus haut, que peut-on dure de l ombre du bâton : à Alexandrie?... à Syène?... Quelle conclusion, au sujet de la forme de la Terre, peut-on en déduire? Pourquoi? Compléter le tableau ci-dessous puis calculer la circonférence de la Terre Angle en ß = Distance en km Circonférence de la terre Alexandrie - Syène D = x =? x = Tour de la Terre Optique et mathématiques

30 TP-Phys-5 FICHE METHODE 30/34 1 Ombre et pénombre Le système Soleil-Terre-Lune On intercale une balle opaque entre une lampe et un écran. Complète les 2 schémas ci-dessous en représentant les rayons lumineux qui délimitent les zones d ombre. En légende, nomme ces zones d ombre. P est une source ponctuelle AB est une source étendue A P B Questions Tu as dessiné des rayons lumineux, de quelle manière se propage la lumière? Dans quel cas y aura-t-il formation d une pénombre? Alternance des jours et des nuits Autour de quelle étoile tourne la terre?... Quel mouvement permet d expliquer l alternance des jours et des nuits? France N Rotation de la terre Sur le schéma ci-contre, colorie en clair la partie éclairée et en sombre la partie nonéclairée. Complète le tableau par les mots JOUR ou NUIT France Australie Pôle Nord Pôle Sud Rayons du soleil S Australie Axe perpendiculaire aux rayons du soleil JOUR ou NUIT Le système Soleil-Terre-Lune

31 TP-Phys-5 FICHE METHODE 31/34 3 Alternance des saisons Sur les schémas, colorie en clair la partie éclairée et en sombre la partie non-éclairée. 1 er exemple : la France Surligne la trajectoire de ce pays : - en rouge lorsque celle-ci est éclairée, - en bleu lorsque celle-ci est dans la nuit. C est l été ou l hiver?... 2 nd exemple : l Australie Surligne la trajectoire de ce pays : - en rouge lorsque celle-ci est éclairée, - en bleu lorsque celle-ci est dans la nuit. C est l été ou l hiver?... 1 er exemple : la France Surligne la trajectoire de ce pays : - en rouge lorsque celle-ci est éclairée, - en bleu lorsque celle-ci est dans la nuit. C est l été ou l hiver?... 2 nd exemple : l Australie Surligne la trajectoire de ce pays : - en rouge lorsque celle-ci est éclairée, - en bleu lorsque celle-ci est dans la nuit. C est l été ou l hiver?... Rayons du soleil France Quel mouvement permet d expliquer l alternance des saisons? S France Position 1 S Position 2 N Rotation de la terre N Australie Axe perpendiculaire aux rayons du soleil Rotation de la terre Australie Axe perpendiculaire aux rayons du soleil Rayons du soleil Les phases de la lune Le schéma ci-dessus représente la lune en orbite autour de la terre. Le système Soleil-Terre-Lune

32 TP-Phys-5 FICHE METHODE 32/34 Comment un observateur verra-t-il la lune au cours de ces phases? Réponds dans le tableau ci-dessous. Phase n Phase observée Nom de la phase 5 Les éclipses A quelle condition y a-t-il formation d une éclipse? Pourquoi une éclipse est-elle relativement rare, alors qu une lunaison (cycle complet lunaire) ne dure qu un mois environ? A quelle phase de la lune correspond une éclipse de soleil? A quelle phase de la lune correspond une éclipse de lune? Pour chaque schéma ci-dessous : place correctement la lune au moment de l éclipse correspondante, représente les cônes d ombre et les ombres. Eclipse de soleil Eclipse de lune S L S L T T Le système Soleil-Terre-Lune

33 TP-Phys-5 FICHE TP 33/34 T. P. 1 Le système solaire (4 points) Le système Soleil-Terre-Lune Les astres suivants appartiennent à quelle catégorie? Soleil Terre Lune Quelle est la durée de rotation de : La terre autour du soleil? La terre sur ellemême? La lune autour de la terre? T. P. 2 Les jours et les nuits (5 points) A l aide des boutons de rotation, positionne la terre comme indiqué ci-contre. Rotation de la terre Représente sur le schéma la France, l Afrique, le Sénégal et l Asie. Quel est le moment de la journée : En France?... Au Sénégal?... En Asie?... Rayons du soleil Espagne N Italie S Axe perpendiculaire aux rayons du soleil T. P. 3 à 6 Les saisons (9 points) Pour la position de la terre obtenue, répondre aux questions : A quelle heure le soleil se couche-t-il en France?... Quelle est la durée d une journée?... En quelle saison sommes-nous?... Que peut-on dire de la durée du jour : En Australie?... A l équateur?... Au pôle Nord?... T. P.7 & 8 Les phases de la lune (12 points) Le schéma ci-dessus représente la lune en orbite autour de la terre. Comment un observateur verra-t-il la lune au cours de ces phases? Le système Soleil-Terre-Lune

34 TP-Phys-5 FICHE TP 34/34 Réponds dans le tableau ci-dessous. Phase n Phase observée Nom de la phase T. P. 9 à 12 Les éclipses (10 points) Pour chaque schéma ci-dessous : place correctement la lune au moment de l éclipse correspondante, représente les cônes d ombre et les ombres. Eclipse de soleil Eclipse de lune S L S L T T A quelle phase de la lune correspond une éclipse de soleil? A quelle phase de la lune correspond une éclipse de lune? Le système Soleil-Terre-Lune