LES FORCES ET LES STRUCTURES

1. Sciences de la nature Module 3 LES FORCES ET LES STRUCTURES

2. Les structures naturelleset fabriquées Une structure est un agencement de parties dans un tout. Il peut s’agir d’un objet naturel ou fabriqué, ou d’un être vivant. Une structure possède normalement une certaine disposition interne ou régularité qui lui permet de résister à des forces verticales ou horizontales.

3. Il existe de nombreuses structures naturelles

4. Il existe de nombreuses structures fabriquées

5. Les 3 catégories des strutures La structure à ossature est constituée de diverses pièces. Individuellement, ces pièces ou parties ne peuvent pas supporter la charge totale, mais une fois assemblées, elles se supportent et se renforcent, et le tout peut résister à la charge. La structure à coque a une surface solide et un intérieur creux. Elle peut avoir une forme rectangulaire, pyramidale, conique, cylindrique ou autre. Généralement les surfaces courbes sont plus résistantes que les surfaces planes. La structure pleine est constituée d'une seule pièce et elle ne comporte pas d'espace creux. Sa résistance est tout simplement due à sa masse. Plusieurs structures sont des combinaisons des trois types ci-dessus : par exemple les tentes et les parapluies sont à la fois constitués d'une ossature et d'une coque, tandis que la plupart des édifices sont constitués des trois types.

6. Votredéfi… Trouvez des images d’une variété de structures naturelles ou fabriquées que vous retrouverez ici à Thompson. Trouvez des structures à ossature, pleines et à coque. Pour les structures fabriquées, déterminez si l'âge de la structure s'agit-il d'une technique d'une construction très nouvelle, d'une ancienne technique toujours utilisée ou d'une technique du passé qui n'est plus courante?

7. Les 7 merveilles du monde

8. Les merveilles du monde naturelle(UNESCO)

9. - Qu'est-ce qui provoque un déséquilibre? - Qu'est-ce qui assure l'équilibre? - Le point central d'un objet est-il toujours le centre de gravité? déterminer le centre de gravité d'une structure et démontrer l'effet qu'a le déplacement du centre de gravité sur la stabilité Le centre de gravité et lastabilité des structures

10. Petits tests… Le transport de seaux d'eau (ou de sacs d'épicerie) Remplir deux seaux d'eau de 10 litres. Inviter les élèves à transporter un seau d'eau puis à revenir avec deux. La balançoire Se munir d'une grande planche de bois d’un mètre ou plus et la disposer en équilibre sur un coin (triangle de bois). Inviter les élèves à positionner sur la planche, de part et d'autre du milieu, des objets de différentes masses desorte que la planche reste toujours en équilibre. La règle Demander aux élèves de balancer leur règle à l'horizontale sur leur doigt.

11. À répondre… Pourquoi est-ce moins difficile de transporter deux seaux d'eau que d'en transporter un seul? L'effet déséquilibrant d'une masse augmente-t-il ou diminue-t-il plus la masse est éloignée du centre? Quelles forces agissent sur la règle? (Si on sait qu'une force provoque un mouvement, cela signifie-t-il qu'il n'y a aucune force qui agit sur la règle lorsqu'elle est en équilibre (immobile)?)

12. Annexe 1(CFORP) – centre de gravité • - Quelestl’objetif de l’annexe? • C’est quoi ton hypothèse? • Analyse: Où était le centre de gravité de l’assiette? du disque compact? • Si tu lèves un bloc de ciment au bout de tes bras, est-ce que ton centre de gravité se situe plus vers le haut ou vers le bas? Comment le sais-tu? • Que pourrais-tu faire pour descendre le centre de gravité de ton corps?

13. Le centre de gravité - Le centre de gravité (CG) est le point représentant la moyenne pondérée des emplacements de chacune des masses élémentaires d'un objet. - Le poids d'un objet est réparti uniformément tout autour de son centre de gravité. - Il en résulte que la force de gravité engendrée par le poids d'un objet semble passer par son centre de gravité. Annexe 5

14. L’équilibre et stabilité –levez-vous et trouvez, en restant debout sur une jambe, une position d’équilibre, ensuite trouvez une position stable. – PROF: Prendre une position d’équilibre sur une jambe et demander à un ou à une élève de vous pousser légèrement sur les épaules. - Ensuite, placer une jambe en avant et l’autre en arrière, et demander à l’élève de vous pousser de nouveau. – Discuter de la démonstration pour expliquer les termes stabilité et équilibre en s’inspirant du suivant…

15. Équilibre et stabilité Une structure est en situation d’équilibre lorsque toutes les forces qui agissent sur elles sont égales et la gardent dans un état de repos qui peut être précaire. La stabilité, par contre, permet à la structure de récupérer son état d’équilibre, même après avoir subi un changement de force qui tend à la renverser.

16. Est-ce qu’une structure stable est en équilibre? « Plus le centre de gravité d’une structure est bas, plus la structure est stable. ». Comment trouver le centre de gravité

17. Explorer l'importance du centre de gravité dans une variété de sports : 􀁹 la gymnastique 􀁹 le hockey 􀁹 le saut en hauteur 􀁹 la lutte 􀁹 la planche à roulettes ou la planche à neige 􀁹 le patinage de vitesse 􀁹 le patinage artistique 􀁹 le volleyball

18. Les forces internes et externes… • Fournir des exemples d'activités ou d'efforts physiques qui créent un stress sur la squelette ou la musculature, • (par exemple ouvrir le couvercle d'un pot de confitures, placer un objet lourd sur ses jambes allongées à l'horizontale ou fermer une porte que le vent retient. • Expliquer quelles forces se manifestent au niveau des muscles ou des os.

19. - Ces forces proviennent-elles d'une source externe ou interne? - Quelles sont l'intensité et la direction des forces proposées? - Une force provoque un mouvement. Y a-t-il un mouvement associé à chacune des situations mentionnées? - Comment expliquer qu'on puisse exercer une force sans qu'il y ait de mouvement? - Que se passe-t-il quand deux forces opposées agissent simultanément, par exemple le vent qui pousse la porte d'un côté et la personne qui la retient de l'autre?

20. Les forces… annexe 7 à 9

21. Les forces INTERNES: la compression, la tension, la torsion et le cisaillement plusieurs forces peuvent agir sur une même structure en même temps, et certaines de ces forces sont internes tandis que d'autres sont externes. La torsion (ou le gauchissement) se produit lorsqu'il y a des forces de direction opposée appliquées à différentes parties d'une substance ou d'une structure, de sorte à occasionner des rotations en sens opposé le long d'un axe commun. Si une extrémité de la substance ou de la structure est fixe, il ne faut qu'une seule force agissant à l'autre extrémité pour produire une torsion. La compression est une force de poussée qui rapproche l'une de l'autre les particules d'une substance ou d'une structure. La tension est une force de traction qui éloigne l'une de l'autre les particules d'une substance ou d'une structure. Le cisaillement a lieu lorsque deux forces parallèles, mais opposées agissent très près l'une de l'autre à un endroit.

22. Annexe 10

23. effondrement affaissement rupture déformation distorsion