Leviers et pouliesDossier d’entraînement PE1

Majeure “Sciences expérimentales & Technologie”

Frédéric KapalaIUFM de Franche-Comté - 19 octobre 2005

1. En vous appuyant sur les questions qui suivent, procédez à une analyse criti-que des documents distribués.1. Définitions générales

1.1. Définir la notion de “travail d’une force”1.2. Définir la notion d’énergie cinétique1.3. Définir la notion d’énergie potentielle de pesanteur1.4. Définir la notion de puissance moyenne

2. Poulies :2.1. Quelle différence fondamentale y-a-t-il entre une poulie simple et

une poulie multiple ?2.2. Que penser de l’expression “multiplier l’effort” utilisée dans le

document n°3 ?2.3. Dans un système de poulies, si on néglige les frottements et

qu’on monte la charge à très faible vitesse, à quoi correspond l’énergie dépensée par le manipulateur ? Pourquoi pour répondre simplement à cette question doit-on négliger la vitesse de montée de la charge ?

2.4. Dans le cadre de la simplification précédemment décrite, expli-quer à quoi sert le système de poulie

3. Leviers3.1. Si on modélise l’utilisation du levier comme une suite d’équilibres,

quel principe physique permet de justifier l’efficacité d’un tel dis-positif ?

3.2. Faire l’inventaire et classer les différents leviers rencontrés dans les documents. En citer au moins deux autres pour chaque caté-gorie.

3.3. Dire qualitativement comment sont “réglés” les contrepoids des chadoufs décrits dans le document n°1.

3.4. Dans le cas de la pelle mécanique du document n°1, décomposer l’engin en différents leviers en faisant apparaître pour chacun d’entre eux le “point d’appui”, la “force résistante” et la “force mo-trice”.

2. En vous situant clairement par rapport aux programmes du cycle 3, exploitez les documents distribués et l’analyse critique que vous en avez faite pour exposer comment les situations évoquées dans ces documents vous permettent de dégager un problème pouvant être étudié en classe (2 pages maximum).

Éléments de cadrageExtraits tirés du document de cadrage mis à disposition sur le site du SIAC http://www.education.gouv.fr/siac/siac1/epreuve/index.htm

En sciences expérimentales et technologie l’épreuve a pour objectif d’évaluer les connaissances du candidat dans ce domaine de l’enseignement à l’école primaire. Les connaissances attendues sont relatives aux champs suivants :

• les connaissances scientifiques indispensables pour comprendre et enseigner le programme de l’école primaire ;

• les éléments fondamentaux d’une démarche d’investigation dans le domaine scientifique ;

• les objectifs et contenus du programme du cycle 3 de l’école primaire.

L’épreuve vise à évaluer ces connaissances et les capacités du candidat à les met-tre en relation et non à repérer chez les candidats l’aptitude à prévoir les pré repre-́sentations ou les réactions des élèves ou à élaborer le détail d’une séquence d’en-seignement, compétences que la formation lui apportera en deuxième année d’IUFM.

Seconde partie de la composante majeure

Dans une première étape, (en rédigeant un texte dont la longueur n’est pas préci-sée) le candidat s’appuie sur les questions posées dans le sujet pour procéder à une analyse critique des documents distribués. Il s’appuie dans cette étape sur son propre niveau de connaissances scientifiques et fait donc appel à ses propres con-naissances. Il peut ainsi être amené à comparer les documents, à mettre en év-

idence les qualités scientifiques de tel document ou, a contrario, à constater que certains textes sont contradictoires ou non pertinents, que le raisonnement scientifi-que mis en œuvre dans telle argumentation présente des lacunes ou n’est pas fon-dé rationnellement ou encore que les connaissances auxquelles le document se réfère sont approximatives. Cette première étape conduit le candidat à formuler des remarques et des conclusions sur tout ou partie des problèmes scientifiques traités dans les documents distribués. Dans une deuxième étape, d’une longueur de une à deux pages, le candidat exploite les documents distribués et l’analyse critique qu’il en a faite pour exposer comment les situations évoquées dans ces documents lui permettent de dégager un problème pouvant être étudié en classe, en le situant clairement par rapport aux programmes du cycle 3. Il développe la présentation à une classe d’un questionnement scientifique productif (au sens des documents d’application et des documents d’accompagnement des programmes) relatif au pro-blème dégagé. Il explicite ensuite quelques éléments de la démarche d’investigation en classe en donnant une brève liste de trois situations au maximum, (expériment-ation, observation directe ou assistée par des instruments, utilisation d’un docu-ment) décrites de façon très succincte et appropriées à l’étude du thème choisi. Il formule enfin de façon précise les connaissances que les élèves pourront aborder ou acquérir au cours des activités conduites à propos du problème présenté.

Des machines et des robots, Les racines du savoir, Sciences, Gallimard Jeunesse, 1996.DOCUMENT N°1

Tournesol, Sciences et Technologie, Cahier d’activités, CE2, Hatier, 1996.DOCUMENT N°2

Copain des Sciences, Robert Pince, Milan, 1998.DOCUMENT N°3

Sciences expérimentales et Technologie, Les ateliers Hachette, CM, Hachette, 2005.DOCUMENT N°4