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journal des 4èmes: vendredi 9 avril 2021

Rédigé par Julien Daury Aucun commentaire
Classé dans : CdT 4emes 2020-2021 Mots clés : aucun

retrour au cahier de texte

Résumé de la séance:

- Correction: calcul du volume d'un cône, application

- Patron d'une pyramide, d'un cône

 

Correction:

Rappel: l'aire d'un disque est donné par la formule \(\cal Aire_{disque}= \pi r^2\) et peut se retenir avec la phrase "pierre carrée"
(explication complète)

  17 p241 la salade de fruit servie dans des coupelles

Les coupelles sont des cônes de 6 cm de hauteur et avec une base de 7 cm de rayon, leur volume est:

\(\begin{align*} \cal Volume_{cone}&=\frac{Aire_{base} \times h}{3}\\ &=\frac{\pi \times 7^2 \times 6}{3}\\&=\frac{\pi \times 49 \times 6}{3}\\&=98 \pi\\ &\approx 308 \end{align*}\)

Chaque coupelle a donc un volume d'environ \(308 \,cm^3\) soit 0,308 L.

Pour connaître le nombre de coupelles qu'on peut remplir avec 2L, il faut effectuer: \(2 \div 0,308 \approx 6,5\)

Charlène pourra donc remplir 6 coupelles (mais pourra en sortir 7 pour servir TOUTE la salade de fruit).

  20 p241 correction d'une erreur d'élève

Viviane a fait 2 erreurs:

  • elle a utilisé le diamètre au lieu du rayon
  • elle oublié de diviser par 3

L'aire de la base est donc: \(\pi\times 3^2=9\pi \approx 28,3\)    (en \(cm^2\))

Et le volume du cône est de: \(28,3 \times 10 \div 3 = 283 \div 3 \approx 94,3\)   (en \(cm^3\))

remarque:
Si on oublie de diviser par 3, on obtient le volume d'un cylindre de même dimension (de 10 cm de haut et de 3 cm de rayon)

  21 p241 comparaison du volume d'un cône et d'un cylindre

J'ai donné la réponse dans la remarque précédente... Lorsqu'on observe les formules du volume d'un cylindre et du volume d'un cône on s'aperçoit que le volume du cône (s'il a les mêmes dimensions) est exactement 3 fois plus petit.

Florie a donc raison (d'après l'énoncé le verre est un cône, contrairement à ce que montre le dessin), elle peut verser exactement 3 verres pour remplir son vase.

\(\cal Volume_{cylindre}=Aire_{base} \times h\)   et  \(\cal Volume_{cone}=\frac{Aire_{base} \times h}{3}\)

 

 

Lors de la dernière séance au collège, j'ai anticipé ce qui va suivre en commençant à vous entrainer à construire des patrons. Je vais reprendre tout cela depuis le début.

A faire:

Dans un premier temps, si vous n'avez pas encore obtenu de patron correct, vous pouvez essayer de faire le patron d'une pyramide à base carrée de la hauteur que vous voulez

  Conseils Il s'agit de tracer un carré pour la base et de lui coller les autres faces. A vous de trouver combien il faut de faces, leur forme et leur taille.
(il y a des représentation de pyramides à base carrée dans le 14 p240 par exemple)

→ Découpez et pliez le patron. Au moment de le refermer, vérifiez que cela fonctionne bien. Si ce n'est pas le cas, dépliez le patron et essayez de corriger ce qui ne va pas en faisant un autre patron. (le premier doit être conservé et vous servir de modèle)

→ Faites autant de patrons que nécessaire !

  Conclusion de ces essais (ne pas regarder trop vite !)

Si vous avez fait des essais et avez finalement réussi le patron de votre pyramide à base carrée, vous avez du vous rendre compte que:

- il y a une face carrée et 4 triangulaires (de façon générale, le nombre de côtés de la base donne le nombre de faces triangulaires)

- les faces triangulaires qui se rejoignent pour former une arête du solide doivent avoir des côtés de même longueur

- si vous ne voulez pas que votre pyramide "aille de travers " (ce qui n'est pas un problème !), il faut faire des triangles isocèles

 

24 p242 reconnaitre un (bon) patron de pyramide   

  Correction du 24 p242

Il n'y a que la figure B qui n'est pas un patron de pyramide. Il y a des problèmes de longueur entre les faces qui doivent se rejoindre.

→ La figure A est correcte mais "de travers": les côtés qui doivent se rejoindre au moment du pliage font bien la même longueur.

→ La figure C est le patron d'un tétraèdre régulier ("tétraèdre": solide à 4 faces, "régulier": toutes les faces sont superposables")

 

3 p239 patron d'une pyramide particulière (si vous ne l'aviez pas fini)
pyramide inscrite dans un cube (sommets de la pyramide coïndant avec des sommets du cube)   

  Visualisation du patron
Pour voir la figure en plein écran
  
  Aide pour construire le patron 3 côtés de la pyramide sont des moitiés de faces du cube. Pour la dernière (BDG), j'ai coloré des arêtes en bleu et en vert pour que vous puissiez repérer les égalités de longueurs à respecter.
Tout peut se construire sans calcul à partir d'un carré de 4cm de côté. Si vous tenez absolument à faire des calculs, vous pouvez utiliser le théorème de Pythagore dans BCG pour trouver la longueur BG (qui est égale à DB, et DG).

 

4 p239 patron d'une autre pyramide (si vous aviez fini celui du 3 p239)
pyramide inscrite dans un cube (sommets de la pyramide coïndant avec des sommets du cube sauf un qui est le milieu d'une arête du cube)   

  Visualisation du patron
Pour voir la figure en plein écran
  
  Aide pour construire le patron Commencer par tracer le carré CDHG de 3 centimètres de côté (c'est la face de derrière du cube).
Placer S au milieu de [HG]. Vous obtenez ainsi la face DCS (et donc les longueurs CS et DS) sans calcul. Si vous voulez absolument faire des calculs, pensez à nouveau à Monsieur Pythagore.
Pour tracer les faces BCS et ADS, tracer d'abord le carré ABCD (c'est la face de dessous du cube). Lorsque le patron est déplié, [CS] est le prolongement de [DC] et sa longueur est la même que CS (reportez la au compas !). Vous obtenez ainsi la face BCS.
Procédez de la même manière pour ADS.
Enfin pour ABS, la dernière face du patron, suivre les couleurs de l'illustration pour comprendre les égalités de longueur à respecter (couleur verte).

 

Voici quelques animations géogebra:

 

  Pour aller plus loin avec les pyramides (facultatif)

55 p245: patron d'une pyramide à base hexagonale pour la maquette d'un clocher
Attention: la difficulté supplémentaire est qu'il faut respecter la hauteur demandée (et elle ne correspond pas à la longueur des arêtes !)
Aide:

  • on peut tracer un cercle de rayon 3cm et commencer une rosace pour trouver l'hexagone de la base
  • à partir du schéma, calculer la longueur SC (sachant que OC mesure 3 cm) avec un théorème bien connu...

62 p247: patron d'une pyramide tronquée (coupée)

 

Pendant les vacances: patron d'un cône:

  Si on a de la chance et qu'il finit par faire beau

Profitez du beau temps pour manger une glace si vous avez des cônes !
En profiter pour réfléchir sur le patron d'un cône:
pour la base pas de problème, c'est l'opercule (en forme de disque). Mais pour le reste du cône, essayez de le découper proprement de la pointe jusqu'en haut au lieu de le déchirer (pas facile !).

Dépliez et observez sa forme. Pas facile à trouver sans cette glace !

  S'il fait moche ou que vous n'avez pas de cône de glace

Je ne vais pas rajouter à votre malheur... Vous pouvez essayer de fabriquer un patron de cône mais je ne donnerai la solution complète qu'après les vacances. Voici un début de piste:

Pour voir la figure en plein écran