La physique abordée

– Mécanique classique : chute des corps

L’histoire en deux mots

Les étudiants incarnent un groupe d’ingénieurs en appui à des opérations menées sur le terrain. Ils découvrent qu’ils doivent assister un agent secret qui a récupéré le smartphone du dirigeant nord coréen Kim Jong Un.

Préparatifs

Il faut un lieu où les étudiants peuvent travailler en groupe, et bricoler ensemble. Idéalement, un lieu qui ne leur est pas connu, de façon à les sortir de leurs habitudes. Une salle de TD peut convenir, si elle n’est pas trop chargée en tables (et si les tables sont installées en ilôt). Il faut également un lieu pour le test ultime, avec un dénivelé d’environ 5m : fenêtre, passerelle. Des conditions de sûreté évidentes sont à prendre quand on jette des objets par la fenêtre. Pour le matériel, voir plus loin.

INTRODUCTION

Montrer la vidéo KJU I6  : Un espion en Corée du Nord leur explique la situation – il a récupéré le smartphone de Kim Jong Un, il va leur envoyer depuis un mur. Il y a une caméra de sécurité. Il indique qu’il faut suivre le protocole GH12 (l’espion parle du protocole GH13 au lieu de GH12, clairement le stress de la mission).

en option : L’encadrant leur donne un moyen de communiquer avec l’espion (ex : via minnit.chat ou un canal whatsapp ou un discord que l’encadrant utilisera en secret pour jouer l’espion). Laisser alors les participants éventuellement poser des questions pour préciser la mission.

EPREUVE : LACHER DE SMARTPHONE

L’épreuve consiste à fabriquer une protection pour pouvoir laisser tomber un objet fragile de haut en suivant le protocole GH12. Du matériel frugal est fourni, et les étudiants travaillent en groupe.

Choisir parmi 2 versions du protocole GH12 à donner aux étudiants :
– une version simple, la seule consigne est que l’œuf résiste à la chute.
– une version plus évoluée, qui demande aux étudiants de faire une analyse vidéo de la chute pour évaluer les forces de frottements de l’air.

Ne pas hésiter à ajuster les contraintes en fonction de vos étudiants et de vos objectifs, par exemple :
– la caméra doit pouvoir filmer la chute, ce qui oblige les étudiants à ralentir la chute (fixer une durée minimum)
– une fois le dispositif au sol, il faut être sûr que la caméra ait une orientation précise (pour filmer dans la bonne direction).

Cette activité peut être plus ou moins poussée selon les contraintes que vous imposez :
– tracking de la chute par analyse vidéo (utilisez l’application Fizziq par exemple)
– imposez une contrainte de temps minimum et d’orientation pendant la chute afin de filmer celle-ci.

Déroulé typique :

Temps de fabrication des dispositifs : 1h30 – Les étudiants conçoivent par groupe un dispositif, le testent, l’améliorent. 

Test final : 20 à 30 mn : tous les groupes, les uns après les autres (ou tous en même temps si le temps est compté), testent en grandeur réelle leur dispositif (le laissent tomber d’une hauteur d’environ 5 m) et on vérifie si les conditions émises par le protocole sont vérifiées. Pour ce test, le smartphone est remplacé par un œuf : il faut que l’œuf soit intact à la fin de la chute. L’ensemble des étudiants doit se mettre d’accord alors sur le dispositif à envoyer à l’espion (prendre en photo plan et appareil qu’on envoie à l’espion).

En option : si on veut éviter de choisir entre les différents dispositifs (pour éviter des tensions de compétitions), on envoie les plans de tous les dispositifs à l’espion ainsi que leur résultat au test, et on dit que ce sera lui qui choisira en fonction de ses contraintes locales.

Si vous avez beaucoup d’étudiants : des groupes de 3 / 4 étudiants fonctionnent bien. Si les groupes sont plus grands, on peut prévoir des fonctions de rédacteur de tutoriel : quelques étudiants prennent en charge la rédaction d’un mode d’emploi pour fabriquer le dispositif. On peut insister sur le caractère important de ce document et son devoir de clarté. Sinon, des photos suffisent pour communiquer avec les astronautes. Si les groupes sont plus grands, prévoir une activité d’analyse de trajectoire qui soit prise en charge par quelques étudiants.

Matériel : Le kit C2309

Ce sont ce dont l’espion dispose. Il peut être modifié en fonction de vos stocks. Il s’agit de petit matériel de bricolage, la liste proposée (au format pdf et ppt) a été testée et fonctionne mais peut être modifiée facilement. Idéalement, il faudrait que chaque groupe ait un kit C2309 à sa disposition, mais en pratique le plus simple est de mettre le matériel à disposition dans la salle. Les quantités disponibles sont alors plus importantes que ce qui est indiqué dans le kit (on peut avoir 100 pailles, même si le kit indique que l’espion n’en a que 10) : il faut que les groupes fassent attention à ne pas dépasser les quantités dans leur dispositif (mais plusieurs groupes peuvent utiliser 10 pailles).

Matériel bricolage : en plus du kit, prévoir cutters, ciseaux, pistolets à colle, pinces, matériel de protection et de nettoyage : tapis de découpe, bâches plastiques, sacs poubelle, balais… Il faut également prévoir des œufs pour le test final.

EPILOGUE

Ils reçoivent un message indiquant qu’une vidéo des services d’espionnage arrivera au bout d’un certain temps (temps propice pour une petite pause ou du rangement) : 

video finale KJU E6 :  : un agent en Corée du sud leur indique que les services ont bien récupéré le smartphone – ça leur a permis d’accéder aux codes des derniers missiles puis générique de fin (on peut ajouter au générique le nom des participants, élèves et profs).