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Le Buet
DESCRIPTIF DESTINÉ AU PROFESSEUR
Niveau
Seconde générale
Type d’activité
Résolution de problème
Durée
1 h
Thème
La pratique du sport
Partie
Notions et contenus
La pression est une grandeur physique qui permet de comprendre l'influence de l'altitude sur les performances sportives.
Compétences exigibles du B.O.
Savoir que dans les liquides et dans les gaz la matière est constituée de molécules en mouvement.
Utiliser la relation P = F/S.
Compétences mobilisées
· S’approprier (APP) :
· Extraire des informations.
· Mobiliser ses connaissances.
· Identifier des grandeurs physiques pertinentes.
· Analyser (ANA) :
· Organiser et exploiter ses connaissances ou les informations extraites.
· Construire les étapes d'une résolution.
· Réaliser (REA) :
· Effectuer des calculs littéraux ou numériques.
· Mener la démarche afin de répondre au problème posé.
· Communiquer (COM) :
· Rédiger une réponse.
Compétences ciblées par la différenciation
Pré-requis
Modalité de travail
Activité différenciée, proposée à deux niveaux de difficulté, expert et confirmé.
Les élèves disposent du document papier et d'un sac à dos déposé sur une table de la salle et contenant un bonnet, une barre énergétique, une bouteille d'eau, de la crème solaire, la carte IGN, une règle d'élève anglo-saxon avec une double graduation cm/inch, un manomètre avec une double graduation bar/psi.
La règle graduée et le manomètre contenus dans le sac à dos.
Auteurs
Bertrand GUILLOT
Page 1 sur 6Académie de DIJON
Niveau confirmé
Alors ? 3098 ?
Ayé, j'y suis :-)
Pas trop dur le
Buet ?
Ça va, mais bon,
grosse fatigue
avant le summit.
Plus de jambes, les
idées pas très
claires et le cœur
qui tape fort ...
Ah oui, c'est
l'altitude, un pb de
pression.
???
Hypoxie, tu connais
pas ?
c koi ?
Tkt
Extrait de la carte IGN 3630 OT 1:25000
CHAMONIX-MONT BLANC
Effets de la pression atmosphérique en altitude sur le corps humain
Ordre de grandeur de la pression (hPa) Effets sur le corps humain
1000-900 Aucun, vie normale
900-700 Baisse de la performance intellectuelle et motrice
700-500 Hyperventilation et tachycardie
500-300 Nécessité de respirer du dioxygène
< 300 Nécessité d'une pressurisation
Unités anglo-saxonnes Sac du randonneur
1 mile = 1760 yards
1 yard (1 verge) = 3 feet
1 foot (1 pied) = 12 inches (12 pouces)
Problème : Commentez l'échange de sms.
0500010000150002000025000300003500002004006008001000Elevation (feet)Pressure (hPa)
Elevation vs. atmospheric pressure
Démarche possible
Éléments de réponses
Expert/Confirmé :
Dans l'échange de sms, le randonneur parle de troubles physiologiques un peu avant le sommet du
Buet qui culmine à 3098 m. Son camarade évoque un effet de la pression atmosphérique en altitude.
Pour vérifier la véracité de l'affirmation du camarade, il faut déterminer la pression atmosphérique à
3098 m et relier cette pression aux effets indiqués dans le tableau.
Pour déterminer la pression à 3098 m en utilisant le graphe altitude = f (pression) , il faut convertir
l'altitude en pieds. La règle graduée trouvée dans le sac du randonneur permet d'établir la relation entre
m et pied : 12 inches = 1 foot = 0,305 m.
Ainsi 3098 m 10200 feet.
Expert :
La valeur de la pression atmosphérique déterminé e à l'aide du graphe est de l'ordre de 10 psi.
Il faut convertir cette pression en hPa.
Le manomètre trouvé dans le sac du randonneur permet d'établir la relation entre psi et bar puis Pa :
100 psi = 6,9 bar = 6,9.10
5
Pa.
Donc 10 psi = 6,9.10
4
Pa 690 hPa.
Une autre méthode consiste à calculer la valeur du psi en Pa.
12 inches = 1 foot = 0,305 m donc 1 inch = 2,54.10
-2
m.
1 psi = 0,45369,8/(2,54.10
-2
)
2
= 6,9.10
3
Pa = 69 hPa.
Donc 10 psi 690 hPa.
La pression au sommet du Buet est de l'ordre de 690 hPa.
Confirmé :
La valeur de la pression atmosphérique déterminée à l'aide du graphe est de l'ordre de 700 hPa.
Expert/Confirmé :
Le tableau renseigne sur les effets de la pression atmosphérique en fonction de l'altitude.
Autour de 700 hPa, les effets sur le corps humain sont une baisse de la performance intellectuelle et
motrice, une hyperventilation et une tachycardie.
L'échange de sms traduit bien le lien entre la pression atmosphérique en altitude et les effets sur le
corps humain : «[...] grosse f atigue [...] plus de jambes et les idées pas très claires.», «[...] c'est
l'altitude, un pb de pression.», «Hypoxie [...]».
Ces effets disparaissent lorsque l'on redescend et sont sans conséquence sur des sujets en bonne santé,
ce que sous-entend, peut-être, le dernier message du camarade : «Tkt».
Démarche possible
Éléments de réponses
Expert/Confirmé :
Dans l'échange de sms, le randonneur parle de troubles physiologiques un peu avant le sommet du Buet qui culmine à 3098 m. Son camarade évoque un effet de la pression atmosphérique en altitude.
Pour vérifier la véracité de l'affirmation du camarade, il faut déterminer la pression atmosphérique à 3098 m et relier cette pression aux effets indiqués dans le tableau.
Pour déterminer la pression à 3098 m en utilisant le graphe altitude = f (pression), il faut convertir l'altitude en pieds. La règle graduée trouvée dans le sac du randonneur permet d'établir la relation entre m et pied : 12 inches = 1 foot = 0,305 m.
Ainsi 3098 m 10200 feet.
Expert :
La valeur de la pression atmosphérique déterminée à l'aide du graphe est de l'ordre de 10 psi.
Il faut convertir cette pression en hPa.
Le manomètre trouvé dans le sac du randonneur permet d'établir la relation entre psi et bar puis Pa : 100 psi = 6,9 bar = 6,9.105 Pa.
Donc 10 psi = 6,9.104 Pa 690 hPa.
Une autre méthode consiste à calculer la valeur du psi en Pa.
12 inches = 1 foot = 0,305 m donc 1 inch = 2,54.10-2 m.
1 psi = 0,45369,8/(2,54.10-2)2 = 6,9.103 Pa = 69 hPa.
Donc 10 psi 690 hPa.
La pression au sommet du Buet est de l'ordre de 690 hPa.
Confirmé :
La valeur de la pression atmosphérique déterminée à l'aide du graphe est de l'ordre de 700 hPa.
Expert/Confirmé :
Le tableau renseigne sur les effets de la pression atmosphérique en fonction de l'altitude.
Autour de 700 hPa, les effets sur le corps humain sont une baisse de la performance intellectuelle et motrice, une hyperventilation et une tachycardie.
L'échange de sms traduit bien le lien entre la pression atmosphérique en altitude et les effets sur le corps humain : «[...] grosse fatigue [...] plus de jambes et les idées pas très claires.», «[...] c'est l'altitude, un pb de pression.», «Hypoxie [...]».
Ces effets disparaissent lorsque l'on redescend et sont sans conséquence sur des sujets en bonne santé, ce que sous-entend, peut-être, le dernier message du camarade : «Tkt».
Grille d'évaluation
Compétences Critères de réussite A B C D
S'approprier
L'élève identifie le problème soulevé par l'échange de
sms : relier la pression et les effets
L'élève identifie les grandeurs pertinentes (altitude,
pression) et leurs unités
L'élève extrait la règle graduée cm/inch et le
manomètre bar/psi (expert) du sac du randonneur
Analyser
L'élève comprend qu'il faut convertir l'altitude en
pieds
L'élève comprend qu'il faut utiliser le graphe pour
déterminer la pression
L'élève comprend que le tableau permet de relier la
pression et les effets
Réaliser
L'élève convertit l'altitude en pieds
L'élève détermine graphiquement la pression au
sommet
L'élève convertit la pression en hPa (expert)
L'élève relie la pression et les effets en utilisant le
tableau
Les calculs sont menés de manière rigoureuse
Valider
L'élève commente l'échange de sms
L'élève apporte un regard critique sur son résultat
Communiquer
La démarche apparait clairement
Le vocabulaire est scientifique et précis
Grille d'évaluation
Compétences
Critères de réussite
A
B
C
D
S'approprier
L'élève identifie le problème soulevé par l'échange de sms : relier la pression et les effets
L'élève identifie les grandeurs pertinentes (altitude, pression) et leurs unités
L'élève extrait la règle graduée cm/inch et le manomètre bar/psi (expert) du sac du randonneur
Analyser
L'élève comprend qu'il faut convertir l'altitude en pieds
L'élève comprend qu'il faut utiliser le graphe pour déterminer la pression
L'élève comprend que le tableau permet de relier la pression et les effets
Réaliser
L'élève convertit l'altitude en pieds
L'élève détermine graphiquement la pression au sommet
L'élève convertit la pression en hPa (expert)
L'élève relie la pression et les effets en utilisant le tableau
Les calculs sont menés de manière rigoureuse
Valider
L'élève commente l'échange de sms
L'élève apporte un regard critique sur son résultat
Communiquer
La démarche apparait clairement
Le vocabulaire est scientifique et précis
Niveau expert
Alors ?
Ayé, j'y suis :-)
Pas trop dur le
Buet ?
Ça va, mais bon,
grosse fatigue
avant le summit.
Plus de jambes, les
idées pas très
claires et le cœur
qui tape fort ...
Ah oui, c'est
l'altitude, un pb de
pression.
???
Hypoxie, tu connais
pas ?
c koi ?
Tkt
Extrait de la carte IGN 3630 OT 1:25000
CHAMONIX-MONT BLANC
Effets de la pression atmosphérique en altitude sur le corps humain
Ordre de grandeur de la pression (hPa) Effets sur le corps humain
1000-900 Aucun, vie normale
900-700 Baisse de la performance intellectuelle et motrice
700-500 Hyperventilation et tachycardie
500-300 Nécessité de respirer du dioxygène
< 300 Nécessité d'une pressurisation
Unités anglo-saxonnes Sac du randonneur
1 psi = 1 pound-force per square inch
1 pound (1 lb, 1 livre) = 453,6 g
1 foot (1 pied) = 12 inches (12 pouces)
Problème : Commentez l'échange de sms.
05000100001500020000250003000035000051015Elevation (feet)Pressure (psi)
Elevation vs. atmospheric pressure