C'est quoi un accéléromètre
Découvre le concept d'accélération linéaire
Ebene :
Cycle 4
Autor:
FizziQ
Objectif pédagogique :
Cette activité permet aux élèves de découvrir le fonctionnement d'un accéléromètre en explorant directement ses réponses à différents mouvements. Elle développe une compréhension intuitive de l'accélération comme grandeur vectorielle.
Concepts abordés :
Accélération comme grandeur vectorielle, Relation entre force et accélération, Systèmes de coordonnées et axes, Capteurs MEMS, Interprétation de graphiques temporels
Description de l'activité :
L'élève utilise l'Accélération Linéaire X de FizziQ et observe les variations du graphique lorsqu'il déplace son smartphone dans différentes directions. En effectuant des mouvements vers la droite puis vers la gauche, rapides ou lents, il analyse le signe et l'amplitude de l'accélération pendant les différentes phases du mouvement. À partir de ses observations, l'élève établit des règles générales sur la relation entre le sens du mouvement, la force appliquée et le signe de l'accélération.
Matériel requis :
Smartphone avec l'application FizziQ, Espace dégagé pour réaliser les mouvements
Eclairage scientifique
L'accéléromètre d'un smartphone est un capteur MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) qui mesure l'accélération sur trois axes orthogonaux (X, Y, Z). Son principe de fonctionnement repose sur une petite masse suspendue par des ressorts microscopiques. Lors d'une accélération, l'inertie de cette masse provoque son déplacement relatif par rapport au cadre du capteur, déformation mesurée électroniquement. L'accélération mesurée sur l'axe X correspond au changement de vitesse selon cet axe. Lorsqu'on déplace le smartphone vers la droite, on observe typiquement trois phases : 1) accélération positive pendant la phase initiale où la vitesse augmente, 2) accélération nulle pendant le mouvement à vitesse constante, 3) accélération négative lors du ralentissement. Ce profil s'inverse pour un mouvement vers la gauche. Ces observations illustrent la deuxième loi de Newton (F = ma) : l'accélération est proportionnelle à la force appliquée et de même direction. La valeur absolue maximale de l'accélération apparaît généralement aux moments de changement brusque : démarrage rapide ou freinage soudain.