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Energie 2017
Sommaire Energie Cycle 4
Quelle est l'origine de l'eau sur Terre ?
Intro E0 De quels paramètres dépend les cratères d'impact ? ( m, h ( V )
E1 De quels paramètres dépend l'énergie d'impact ?
( m,V ) (m,V²)
E2 L'énergie mécanique Em sous toutes ses formes : Ec , Ep
E3 Existe-il d'autres types d'énergies ?
Quelles sont leur principales sources, conversions, utilisations et les principaux pays producteurs
Quelles sont les énergie du futur ? leurs applications ?
E4 EnergyObserverE5 L'énergie électrique ( Utilisation et cout à bord d'EnergyObserver )
L'énergie et ses conversions
Attendus de fin de cycle
- Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d'énergie.
- Utiliser la conservation de l'énergie.
- Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l'électricité.
Connaissances et compétences associées
Exemples de situations, d'activités et d'outils pour l'élève
Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d'énergie
Utiliser la conservation de l'énergie
Identifier les différentes formes d'énergie.
- Cinétique (relation Ec = ½ mv2), potentielle (dépendant de la position), thermique, électrique, chimique, nucléaire, lumineuse.
Identifier les sources, les transferts et les conversions d'énergie.
Établir un bilan énergétique pour un système simple.
- Sources.
- Transferts.
- Conversion d'un type d'énergie en un autre.
- Conservation de l'énergie.
- Unités d'énergie.
Utiliser la relation liant puissance, énergie et durée.
- Notion de puissance
Les supports d'enseignement gagnent à relever de systèmes ou de situations de la vie courante.
Les activités proposées permettent de souligner que toutes les formes d'énergie ne sont pas équivalentes ni également utilisables.
Ce thème permet d'aborder un vocabulaire scientifique visant à clarifier les termes souvent rencontrés dans la vie courante : chaleur, production, pertes, consommation, gaspillage, économie d'énergie, énergies renouvelables.
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Par Dimpondy le 10 Juin 2016 à 18:24
Responsable de l'extinction des dinosaures, de l’inclinaison de la Terre, de la naissance de la Lune où très certainement responsables de la panspermie ; ces impacteurs ont été nécessaires, voir indispensables à l'apparition de la vie, apportant eau, acides aminés .. sur une planète, la Terre, située à une distance telle de son étoile que l'eau pouvait demeurer liquide !
De nombreuses traces d'impacts sont visibles sur Terre, la Lune, Mars, Venus......
Etude documentaire et réinvestissement de la notion d'isotopes !
INTRO L'eau présent sur Terre
( 70% de la surface de la Terre )
viendrait -elle des comètes ?https://www.sciencesetavenir.fr/espace/rosetta-l-eau-terrestre-ne-viendrait-pas-des-cometes_34396
Doc ELEVE
( Notion d'atome, composition, d'isotopes )
« D'où vient l'eau qui recouvre la surface de la Terre .doc »
Sources internet :
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/rosetta-l-eau-terrestre-ne-viendrait-pas-des-cometes_34396
Réflexion et démarche d'investigation
E0 De quels paramètres dépendentles cratères d'impacts?
( Notion Ep, Ec, leur expression, leur transfert )« E0 Les cratères d impact ver 2.doc »
Quelles questions suscitent ces informations ?
ou
Questionnaire diagnostique
https://goo.gl/forms/dYL23jkNxYF1yDP22
Tu devras
- émettre des hypothèses,
- élaborant un protocole expérimental
- les valider expérimentalement en effectuant des mesures.
- les exploiter en calculant, traçant des graphiques,
- en modélisant comment un vrai scientifique dans sa démarche d'investigation
J'émets des hypothèses, j'expérimente et j'analyse
DOSSIER – DOSSIER- DOSSIER
Votre Dossier (manuscrit ou numérique +2) sur les cratères d’impact et leurs facteurs d’influence devra comporter
- Le nom de l’équipe, des personnes ayant expérimenté, recherché, rédigé, tracé….
- Un titre
- Une photo
- Les questionnements
- Les paramètres dont dépend le diamètre des cratères (liée à l’énergie d’impact).
- Un descriptif (schémas et phrases explicative) des expériences réalisées
- Les données (sous forme de tableau)
- Les causes d’erreurs, d’approximation
- Les améliorations que vous pourriez apporter aux dispositifs, systèmes de mesures ….
- Les graphiques (papier ou à l’aide d’un grapheur de type Excel)
- Une analyse, interprétation( ou critique ) des graphiques obtenus (Rappel: une droite passant par l’origine montre la proportionnalité entre les 2 grandeurs Y et x)
Une attention particulière sera portée sur la présentation (/ 2 pts) et l’orthographe (/ 2 pts)
Je simule en lâchant une balle
Je simule en faisant varier les paramètres d'impact
http://simulator.down2earth.eu/planet.html?lang=fr
ou sur
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/simulateur-les-degats-d-un-impact-d-asteroide_33658
J'explore
Cratères lunaires
Arizona ou Meteor Cratère est un cratère d'impact
situé environ 60 km à l'est de Flagstaff, en Arizona, USA
Il y a 50 000 ans, un Impacteur de 22 m de diamètre, à la vitesse de 12 km/s ,
d'une énergie de 2,5 Mt de TNT causa un Cratère de 1200 m sur 180 m de profondeurSource :
http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-mystere-meteor-crater-enfin-leve-5764/
Le 4 janvier dernier, au sud du vaste système de canyons Valles Marineris qui s'étend sur près de 4 000 kilomètres au niveau de l'équateur martien, Mars Express a photographié deux cratères voisins et quasi identiques à l'aide de sa caméra stéréoscopique couleur. The left side of the image shows a large impact crater measuring 20 km in diameter. Covering an area of approximately 150 sq km, a crater of this size on Earth could harbour cities such as Bonn or Kiel. In contrast to the smaller craters, it shows a blanket of ejecta with flow forms surrounding the rim.http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2009/06/Hephaestus_Fossae_perspective_view2Danilova Cratère sur Venus
http://solarviews.com/eng/vencrate.htm
Un beau petit cratère d'impact dans la plaine d'Elysium. Notez la forme en bol caractéristique, les parois surélevées et la couronne d'éjecta, constituée de matériaux projetés au moment de l'impact et qui sont retombés tout autour du cratère (Crédit photo : Malin Space Science Systems/NASA).
Sitographie
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/et-si-l-asteroide-frappait-la-terre_33657
http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/Worldmap.html
http://www.astronoo.com/fr/articles/crateres-de-la-lune.html
Questions possibles :
- Qui des météores ou comètes sont à l'origine des cratères terrestres ?
- De quoi dépend la taille des cratères ?
- est-ce la vitesse ?
- la masse volumique ?
- la masse ?
- le volume ( diamètres ) des impacteurs ?
Quelle devait être la taille de l’astéroïde qui a causé le cratère de Méteo Cratère ( Arizona )
Questionnement
« Un élève désire recréer les cratères observés sur la Lune…pour comparer leurs formes et confirmer l’origine d’impact de ces cratères.
Il prend une boule posée sur une table, l’élève à une hauteur h et la lâche sur un bloc de terre glaise…Il désire obtenir le plus gros cratère…Aidez-le ! »
- Quels peuvent être les paramètres qui influent sur le diamètre des impacts ?
- Quelle relation a t-on entre ces paramètres et le diamètre ( energie d’impact ) du cratère ?
- Décris et schématise les expériences que tu pourrais mettre en œuvre ? Une étude quantitative ( toute grandeur sera mesurable ) est attendue !
- Émettez des hypothèses sur le lien entre h ( V ) et D, m et D ( proportionnatité ou non ? )
Pour aller plus loin :
- Comment reproduire les éjectas ?
- Pourquoi de nombreux cratères sont encore visible sur la Lune et peu sur la Terre ?
- Pourquoi la face cachée de la Lune est-elle plus marquée par des cratères que la face visible ?
Ex : ATTENDUS
« Tableau de mesures modele.doc »
Photos des expérimentations
Mettons des mots sur quelques notions
L’énergie peut se mesurer en Joules ( J ) , en calories ( cal ) ou kilocalories ( kCal) ( ou en kT de TNT).
Ex : Laser mégaJoules, repas de 2500 kCal, Bombe A largué sur Hiroshima avait une puissance de 13 kilotonnes de TNT (54 TJ)
En mécanique, L’énergie prend différents visages .
- L’énergie dite potentielle, notée Ep, liée à la hauteur h à laquelle les objets sont situés
- L’énergie dite cinétique, notée Ec, liée à la vitesse V et à la masse, m des objets.
- La somme de ces énergies constitue l'énergie mécanique, Em, totale du système
Note les énergies et leur variation ( l’évolution de h pour Ep et ( l’évolution de V pour Ec ) mis en jeu à chaque étape. Indique les transformations opérées en justifiant.
Comment se sont formés certains cratères ?
" Théorie de la goutte"
5000 images par seconde pour une simple goutte de lait tombant dans du lait
"La viscosité du sol porté a des milliers de degrés permet d'assimiler la chute d'un astéroïde à une goutte de lait tombant dans un sol visqueux"
Réalisée au Liphy de Grenoble dans le cadre des formations La maison pour la Science
06/2016
Sitographie
https://www.nirgal.net/crater.html
L'extinction des dinosaures ? commet ?
A l'origine de la notre satellite, la LUNE ?
mais ce scénario qui reste le plus probable, vérifié numériquement , semble être mis à mal ..
Un nouveau scénario pour la formation de la Lune En savoir plus sur
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Par Dimpondy le 12 Juin 2016 à 20:43
E1 De quels paramètres dépend l'énergie d'impact ?
Activité 1 : Tracé d’un graphique et interprétation
Un astéroïde masse M évolue sur son orbite. Au sol, des télescope suivent et note sa vitesse V.
Un appareil permet d’avoir son Energie dite Cinétique et notée Ec, car « liée à la vitesse. »
Quelle relation a-t-on entre l’Energie cinétique Ec d’un astéroïde et sa vitesse V ?Je trace et j'interprète le graphique
Doc ELEVE
Version PAPIER
( Tracer de graphe et exploitation )
Je trace, calcule, modélise
et j'interprète le graphique
Version NUMERIQUE
AVANT toute chose, effectue le module d'aide Tactiléo« E1Graphique-Ec-et- Version TABLEUR ver 3.doc »
Je modélise des valeurs expérimentales
J'approche des points par une courbe ....https://phet.colorado.edu/sims/curve-fitting/curve-fitting_en.html
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Par Dimpondy le 15 Juin 2016 à 13:35
E2 Quelle est l'origine de l'énergie
dégagée par ses impacts ?
Conversion d'énergie Cinétique en Energie Potentielle
et Conservation de l'Energie MécaniqueEtude préliminaire sur la variation de vitesse lors d'un lâcher
Lâcher de bille et conservation d'énergie
Exercices Ec, Ep et Em
« E2 Exercice Ep et Ec ver 2.doc »
Animation
Pendule
https://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_en.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_en.html
https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/energy-skate-park
Montagnes Russes et conservation d'Energie
« energie_potentielle_cinetique_mecanique.swf »
Fiche élève : L'énergie mécanique sous toutes ses formes
« Montagnes russes ou Em sous toutes ses formes.doc »
Auto-évaluation :
« barrage_hydroelectrique.swf »
Appliquez !
« conservation_energie_mecanique.swf »
Testez-vous !
Vitesse et conversion : Testez-vous !
Professeur Walter met à l'épreuve la LOI de la conservation de l'Energie mécanique
Carte mentale ENERGIE mécanique
( potentielle et cinétique )
Serious Game en Réalité augmentée
http://mirage.ticedu.fr/?p=3275
http://mirage.ticedu.fr/downloads/roller/webplayer/webplayer.html
Doc élève :.....................à faire
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Par Dimpondy le 16 Juin 2016 à 08:37
E3 Existe-il d'autres types d'énergies ?
quelles sont leur principales utilisations et les principaux pays producteurs« E3 Activité TICE types et utilisation d'énergies ver 2.doc »
Après avoir visionné les animations :
"Les lieux et sources d'énergie"
Ton objectif est de réaliser 2 cartes mentales synthétiques à partir des animations précédentes montrant
-les 2 types d’énergies et pour chaque énergie leur utilisation et les pays producteurs
-Énumère les énergies dans le future et leurs avantages !
Evalue-toi en t'amusant !
http://www.edf.com/html/ecole_energie/index.php?jeu=jeu03
Vidéo
Symbolisation des Réservoirs et Convertisseurs d'énergie
Jeux de P . Moscara d'association et de création de chaine énergétique à remanier...
Exposition :
http://www.cndp.fr/crdp-dijon/Exposition-L-energie-quels-choix.html
Complément :
Carte mentale ENERGIE et conversion
Niveau : Spécialiste
Niveau : Expert
au travers d'un barrage hydraulique
http://www.japprends-lenergie.fr/ressources/schema/formes-energie.html
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Par Dimpondy le 3 Février 2017 à 08:54
Un PADLET ( mur collaboratif )
pour découvrir le fonctionnement des différentes
centrales électriques actuelles
et du futurhttps://padlet.com/dimpondy/productionelectriques
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Par Dimpondy le 31 Mars 2017 à 10:16E4 Quelles sont les énergies du futur ?
leurs applications ? EnergyObserver
J'analyse et je communique
mes connaissances
Activité ELEVE
« E4 EnergyObserver-ver-3.doc »
Présentation
https://spark.adobe.com/page/7xFNXXySi8Ha2/
Un bateau autonome en énergie ( solaire, éolien et pile à combustible)
fait le tour du mondeLe premier navire hydrogène autour du monde
/ The first hydrogen vessel arround the worldhttp://www.energy-observer.org/
Données techniques
http://www.energy-observer.org/#bateau
TWEET
@energy_observer
Vidéo
PLanetSolar
http://www.raphaeldomjan.com/projets/planetsolar/
http://www.bateau-electrique.com/actualites/planetsolar-deuxieme-tour-du-monde-2017-2021/
Principe de la pile à combustible / hydrogène
http://www.cea.fr/multimedia/Mediatheque/animation/energies/pile.swf
Vidéo
Production d'hydrogène à partir du solaire
Hydrogénérateurs
http://www.naviwatt.fr/2013/12/un-hydro-generateur-100-integre-a-la-propulsion-du-voilier/#
Effet photoélectique / Cellule photovoltaique
https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/photoelectric
Synthèse
Exemples e CR numérique de Thomas M, 3eme5
https://spark.adobe.com/page/ndOuJbVRkQHDJ/
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Par Dimpondy le 7 Avril 2017 à 21:37
E5 Quelle quantité d'énergie électrique
pour quels besoins ?Document de travail ELEVE
« E5-Energie-Observer-2-Electrique-Doc-eleve3.doc »
« Energie Observer 2 Electrique Correction.doc »
Calcul du rendement de panneaux photovoltaïques ( surface, inclinaison, type) sur
http://www.energies-nouvelles.net/rendement-installation-panneaux-photovoltaiques/
- Les énergies électriques seront abordées :U,I,P,E,t
- Déterminer les besoins en énergie
- Déterminer les apports par les panneaux photovoltaïques
Autres sujets traitant les énergies électriques
pour les plus forts !
« 2015-Liban-Exo3-Sujet-Spe-Solaire-5pts.pdf »
« 2015-Liban-Exo3-Correction-Spe-Solaire-5pts.pdf »
http://www.chimix.com/an14/bac14/sti2d6.html
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Par Dimpondy le 12 Avril 2017 à 14:44
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Par Dimpondy le 14 Avril 2017 à 14:09
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Par Dimpondy le 19 Juin 2017 à 21:07https://www.neozone.org/ecologie-planete/estream-le-generateur-hydraulique-portable/ https://www.neozone.org/ecologie-planete/solargaps-les-stores-solaires/
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