¿Qué es un acelerómetro?
¿Qué es un acelerómetro?
Découvre le concept d'aceleración lineal
Aujourd’hui, les smartphones savent détecter lorsqu’on les secoue, qu’on les incline ou qu’on les déplace rapidement. Cette capacité repose sur un capteur appelé acelerómetro. Ce capteur est utilisé dans de nombreux objets du quotidien, comme les téléphones, les drones ou les consoles de jeux. Il permet de mesurer les variations de mouvement et d’orientation. En physique, l’accélération correspond à une variation de vitesse, que ce soit pour accélérer ou ralentir. Pourtant, cette notion peut sembler abstraite si elle n’est pas observée directement. Grâce à un smartphone et à une application scientifique, il devient possible de visualiser ces variations sous forme de graphiques. Dans esta actividad, l’élève déplace son smartphone dans différentes directions et observe comment l’accélération varie selon le mouvement. Este experimento permet de comprendre concrètement le rôle d’un acelerómetro et la nature vectorielle de l’accélération.
Learning objectives:
El alumno utiliza l'Accélération Linéaire X de FizziQ et observe les variations du graphique lorsqu'il déplace son smartphone dans différentes directions. Actividad adaptada al colegio (Cycle 4).
FizziQ
Autor:
Duración:
20-40 minutos
Lo que harán los estudiantes:
'- Comprendre la définition physique de l’accélération
- Identifier les phases d’accélération et de ralentissement dans un mouvement
- Interpréter le signe d’une accélération selon le sens du mouvement
- Utiliser un acelerómetro pour mesurer une accélération réelle
- Comprendre que l’accélération est une grandeur vectorielle
Conceptos científicos:
'- Accélération linéaire
- Variation de vitesse
- Grandeur vectorielle
- Axe de coordonnées (X, Y, Z)
- Force et mouvement
- Inertie
- Capteurs MEMS
- Représentation graphique d’une grandeur physique
Sensores:
'- Acelerómetro
What is required:
'-Smartphone con la aplicación FizziQ (ou une application équivalente comme phyphox permettant l'acquisition des données de l'acelerómetro avec un smartphone)
- Espace dégagé pour réaliser les mouvements
Procedimiento experimental:
1. A quoi peut bien servir un accéléromètre ?
2. Dans l'onglet Instruments, pulsa en le cadran central, puis selecciona l'Accélération Linéaire X
3. Bouge rapidement ton portable vers la droite en le tenant parallèle au sol. Tu constates sobre el gráfico que la mide es positive d'abord, puis négative
4. Essaie de bouger ton portable más rapidement o moins rapidement, analyse le signe de l’accélération, ¿qué observas ? ¿Puedes identifier la phase du mouvement qui es associée à un nombre positif o négatif ?
5. Bouge ton portable vers la gauche, observa le signe de l’accélération, ¿qué observas ?
6. En analysant la force que tu appliques à ton portable durant les différentes phases du mouvement, ¿puedes donner des règles para connaître le signe de l’accélération.
7. Quand l’accélération est-elle más grande en valeur absolue ?
8. Essaie de bouger ton portable vers le haut, ¿qué observas ? ¿Puedes en déduire ce que mide l’accélération X ?
9. Documente l’ensemble de tes expériences sobre le cahier con du texte y des photos.
Resultados esperados:
Lors du déplacement vers la droite, le graphique montre d’abord une valeur positive correspondant à l’accélération initiale. Lorsque le mouvement ralentit, une valeur négative apparaît. Pour un déplacement vers la gauche, les signes observés sont inversés. Lorsque le smartphone est déplacé rapidement, les valeurs d’accélération sont plus grandes en valeur absolue. Lors d’un mouvement vers le haut, peu de variation est observée sur l’axe X, ce qui montre que l’acelerómetro mesure des accélérations selon des axes spécifiques. Des fluctuations peuvent apparaître si le mouvement est irrégulier ou brusque.
Preguntas científicas:
'- Pourquoi observe-t-on des valeurs positives puis négatives lors d’un même déplacement ?
- Pourquoi ralentir correspond-il à une accélération négative ?
- Pourquoi l’accélération dépend-elle du sens choisi pour l’axe ?
- Comment la rapidité du mouvement influence-t-elle la valeur mesurée ?
- Pourquoi un mouvement vertical n’apparaît-il pas sur l’axe X ?
Explicaciones científicas:
L'accéléromètre de un smartphone es un capteur MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) qui mide la aceleración sobre trois axes orthogonaux (X, Y, Z). Son principe de fonctionnement repose sobre une petite masse suspendue par des ressorts microscopiques. Lors de una accélération, l'inertie de cette masse provoque son déplacement relatif par rapport au cadre du capteur, déformation mesurée électroniquement. La aceleración mesurée sobre l'axe X correspond au changement de vitesse selon cet axe. Lorsqu'on décoloca le smartphone vers la droite, on observa typiquement trois phases : 1) accélération positive pendant la phase initiale où la velocidad augmente, 2) accélération nulle pendant el movimiento à vitesse constante, 3) accélération négative lors du ralentissement. Ce profil s'inverse para un mouvement vers la gauche. Ces observations illustrent la deuxième loi de Newton (F = ma) : la aceleración es proporcionalle à la force appliquée y de même direction. La valeur absolue maximale de la aceleración apparaît généralement aux moments de changement brusque : démarrage rapide o freinage soudain.
Actividades de ampliación:
'- Mesurer l’accélération sur les axes Y et Z et comparer les résultats.
- Étudier l’accélération lors d’un lancer doux puis d’un lancer rapide.
- Observer l’accélération lors d’un déplacement circulaire du smartphone.
- Mesurer l’accélération lors d’un freinage brusque.
- Comparer les graphiques obtenus pour différents types de mouvements.
Preguntas frecuentes:
Q: ¿Qué es l'accélération comme grandeur vectorielle ?
R: L'acelerómetro d'un smartphone est un capteur MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) qui mesure l'accélération sur trois axes orthogonaux (X, Y, Z).
Q: ¿Cómo l'acelerómetro du smartphone est-il utilisé dans esta actividad ?
R: L'acelerómetro MEMS du smartphone mesure l'accélération selon trois axes (x, y, z). FizziQ affiche ces données en tiempo real sous forme de graphiques, permettant d'enregistrer et d'analyser précisément les mouvements étudiés.
Q: Esta actividad est-elle adaptée au collège ?
R: Oui, esta actividad est conçue pour le Cycle 4. Elle utilise FizziQ sur smartphone, rendant l'expérimentation accessible et motivante. Le protocole guidé étape par étape facilite l'autonomie des élèves.