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