Fiche professeur THEME du programme : Comprendre

Sous­thème : Champs et forces

Le champ de pesanteur local Type d’activité :
Activité documentaire

Conditions de mise en œuvre :
Cette activité a pour but d’étudier la notion de modèle à travers un exemple : le champ de pesanteur .
On souhaite faire découvrir aux élèves :
­ qu’un modèle constitue une simplification du réel
, toujours complexe : la relation mathématique de la loi de la gravitation permet d’expliquer ou de prévoir le comportement de nombreux systèmes en mécanique : c’est un premier modèle pour décrire la pesanteur terrestre. ­ qu’un modèle est adapté ou non à une situation
, s’il ne l’est pas, il faut faire appel à un modèle plus raffiné, souvent plus compliqué : ici, la loi de la gravitation universelle est insuffisante pour expliquer le retard pris par le pendule de Jean Richer, le modèle va être affiné en tenant compte d’une part de l’influence de la rotation de la Terre et d’autre part de la forme de la Terre. L’activité commence par un document trouvé sur internet qui illustre le fait que la pesanteur terrestre est un sujet d’actualité et que l’enjeux est de taille puisqu’il touche les grandes questions du moment sur l’évolution du climat, par exemple.
Elle se poursuit avec une première description du champ de pesanteur qui fait appel aux connaissances des élèves et qui leur permet de conclure que ce premier modèle est le plus souvent satisfaisant.
Ensuite, une situation historique est décrite qui montre une limite du modèle précédent. Puis on entraine l’élève dans l’étude de l’influence de deux paramètres (la rotation et la forme de la
Terre), qui permettent d’affiner le modèle.
Enfin, un retour sur le document initial est fait pour montrer que les recherches