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Présentation L'homme ou la machine ? - Leçon 1

  • 1. For more, visit EngagingScience.eu L’homme ou la machine (1 sur 2) Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences Pour plus d’informations, visitez engagingscience.eu/fr
  • 2. 22 How has cycling changed? Analyser EvaluerS'engager Qu’est-ce qui a changé dans le cyclisme ? © Wikimedia Track cycling Colombia: Werner Otto
  • 3. 33 Analyser EvaluerS'engager Les ingénieurs dessinent les vélos pour aider les équipes à gagner. © wikimedia.org Bradley Wiggins Est-ce que la conception des vélos peut donner un avantage antisportif aux cyclistes ? Mais... www.solothurnerzeitung.ch Stefan Küng www.eurosport.fr Bryan Coquard
  • 4. 4 Démarche scientifiqueNotions clés Forcesde contact Leçon 1 Critiquerdes affirmations Leçon 2 Objectifs pédagogiques :  Evaluer une affirmation sur la conception des vélos et l’avantage antisportif qu’elle peut donner aux cyclistes  Décrire les facteurs pouvant faire varier la force de frottement ou de traînée aérodynamique
  • 5. 5 Est-ce que la conception des vélos peut donner un avantage antisportif aux cyclistes ? Leçon 2 Critiquer les affirmations pour répondre Comment les ingénieurs permettent-ils aux cyclistes d’aller plus vite ? Leçon 1 Utiliser les preuves scientifiques pour répondre Analyser EvaluerS'engager
  • 6. 66 Engage Analyser EvaluerS'engager EvaluerAnalyser Imaginez, vous êtes ingénieur pour l’équipe de cyclisme sur piste de votre pays. Vous voulez augmenter la vitesse maximale atteinte par les cyclistes. Quelles forces devez-vous prendre en compte ?
  • 7. 7 Poussée de propulsion du cycliste Résistance de l’air (traînée) 7 Frottement du sol Comment augmenter la force résultante et la vitesse maximale ? Nommer les forces Engage Review EvaluerS'engager EvaluerAnalyser
  • 8. 8 Réduire la traînée aérodynamique en... 8 Grande surface Les turbulences se forment à l’arrière et ralentissent l’objet Petite surfaceForme profilée Comment augmenter la force résultante et la vitesse maximale ? … permettant à l’air de glisser facilement sur l’objet (en profilant) 2 ...réduisant la surface perpendiculaire à la direction du mouvement 1 Direction du mouvement Pas de turbulences Engage Analyser ConsiderS'engager EvaluerAnalyser
  • 9. 9 Réduire le frottement en... 9 L’huile peut être utilisée pour lisser les surfaces Comment augmenter la force résultante et la vitesse maximale ? ... réduisant la surface des éléments en contact 1 ...lissant les surfaces 2 Engage Analyser ConsiderS'engager EvaluerAnalyser
  • 10. 10 1. Choisir les vêtements, le cadre du vélo et les roues qui les aideront à aller plus vite 2. Expliquer comment cela va aider l’équipe à gagner 3. Utiliser les notions de traînée et de frottement dans votre explication 10 Engage AnalyserAnalyserS'engager Evaluer Comment l’ingénierie peut-elle augmenter la vitesse des cyclistes ? Fiche 1–3
  • 11. For more, visit EngagingScience.eu L’homme ou la machine ? Fiches apprenants Fiche n°. Titre Notes Fiche 1 Vêtements Consommable, une par groupe Fiche 2 Cadre du vélo Consommable, agrandir en A3, une par groupe Fiche 3 Roues Consommable, agrandir en A3, une par groupe Pour plus d’informations, visitez engagingscience.eu/fr
  • 12. Fiches apprenants Fiche 1 Vêtements Casque Vêtements Choisir le casque et les vêtements, les coller sur le cycliste. A Shorts et polo amples Shorts et haut près du corpsCombinaison près du corps en lycra  B C A B C Découper le cycliste.1 2
  • 13. Fiches apprenants Avec des prolonga- teurs Avec des poignées Fiche 2 Cadre du vélo A avant C B côté La position du cycliste avec ce cadre Choisir un cadre et le découper. Utiliser les postures des cyclistes pour choisir celle qui réduira le plus la traînée Position repliée
  • 14. Fiches apprenants Fiche 3 Jantes Pneus Beaucoup de rayons Trois rayons Aucun rayon (roues lenticulaires) Pneux fins avec des crampons Pneux fins et lisses, pas de crampons Pneus épais et lourds avec des crampons marqués Les rayons peuvent causer des turbulences lorsque le vent les traverse Les crampons améliorent l’adhérence au sol A B C Roues Choisir des pneus et des jantes. Les découper. Coller les jantes sur les pneux, et les coller sur le vélo. A B C
  • 15. For more, visit EngagingScience.eu Promouvoir le dialogue et la réflexion
  • 16. For more, visit EngagingScience.eu Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences TRACES Pour plus d’informations, visitez engagingscience.eu/fr

Notes de l'éditeur

  1. Utiliser les images pour parler brièvement des choses qui ont changé dans la pratique du cyclisme depuis 50 ans. Les apprenants peuvent mentionner la différence entre les vélos, les vêtements, les casques, la manière de se tenir très près les uns des autres (la technique appelée aspiration, utilisée pour réduire la résistance de l’air). Demander s’ils pensent que la vitesse des cyclistes a changé.
  2. Dans cette sequence, présenter le dilemme.
  3. Les objectifs de la leçon.
  4. Comment les apprenants utiliseront les preuves scientifiques dans la leçon 1, et critiqueront les affirmations dans la leçon 2, pour les aider à prendre une décision.
  5. Demander aux groupes de deux de discuter de la question.
  6. Demander aux apprenants de travailler par deux, et de nommer les forces désignées par des flèches sur l’image. Révéler les réponses et discuter des forces pour vérifier les connaissances des apprenants dans ce domaine, avant de continuer. Expliquer que les forces ne sont pas équilibrées, c’est à dire que la force résultante (nette) est vers l’avant pour permettre au cycliste d’accélérer. Discuter de la résistance de l’air qui augmente au fur et à mesure que le cycliste accélère, car de plus en plus de particules d’air font obstacle. Pour augmenter la force résultante et la vitesse maximale il est possible d’accélérer la poussée de propulsion (par l’entraînement) ou de diminuer la traînée et le frottement. Demander à la classe s’ils ont des idées pour y parvenir.
  7. Révéler les méthodes pour réduire la traînée, et les notions en sciences utiles dans ce contexte.
  8. Révéler les méthodes pour réduire le frottement et les notions en sciences utiles dans ce contexte.
  9. Présenter l’exercice. Demander aux apprenants de travailler en petits groups et donner à chaque groupe des copies des Fiches 1 à 3. Le but est d’aider les cyclistes de l’équipe de son pays à aller plus vite. Ils choisissent des vêtements, un casque (Fiche 1), un cadre de vélo (Fiche 2), et des roues (Fiche 3) pour préparer un cycliste et son vélo. Les groupes ont besoin de ciseaux et de colle. Les apprenants travaillent par eux-mêmes pour justifier leurs choix. Ils écrivent leurs choix pour le cycliste et le vélo, et expliquent pourquoi ils ont choisi ces éléments en utilisant les notions de frottement et de traînée. Collecter les informations de chaque groupe pour montrer les éléments choisis. Ceci peut être fait très rapidement en demandant de lever la main quand on mentionne l’option choisie. Noter les éléments choisis par le plus grand nombre et expliquer que ce design sera envoyé à l’UCI, l’organisation qui régit les règles du cyclisme international. NB : les meilleures options sont caque B, vêtement B, cadre de vélo C, jantes C, pneus B. Assurez-vous que ce sont bien les choix envoyés !