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Calculator-Based Ranger
(CBR
)

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Sommaire des Matières pour Texas Instruments CBR

  • Page 1 Calculator-Based Ranger ™ (CBR ™...
  • Page 2 ’ ’ PRINCIPES D PRINCIPES D UTILISATION UTILISATION CBR™ CBR™ AVEC AVEC EXERCICES POUR LES ÉLÈVES EXERCICES POUR LES ÉLÈVES...
  • Page 3 La responsabilité unique et exclusive de préalable doit être obtenue de Texas Instruments Incorporated pour Texas Instruments, quelle que soit la nature de l’action, ne devra toute reproduction ou transmission, partielle ou totale, de cet pas excéder le prix d’achat du présent équipement. En outre, Texas ouvrage, par quelque moyen que ce soit, électronique ou...
  • Page 4 Table des matières Introduction En quoi consiste le Principes d’utilisation du : C’est aussi simple que de compter jusqu’à 3 Conseils pour collecter efficacement des données Exercices : notes pédagogiques et feuilles d’exercice pour les élèves ³ Exercice 1 — Suivre le graphique linéaire 13 ³...
  • Page 5 : méthodes de collecte de données, analyse statistique Quel est l’objectif de ce manuel Ce manuel intitulé Principes d’utilisation du CBR é est conçu pour les professeurs qui n’ont pas d’expérience approfondie de la programmation ou de l’utilisation d’une calculette.
  • Page 6 Le CBR fournit tout ce dont vous avez besoin pour commencer rapidement et facilement vos cours et vos exercices. Il vous suffit de le connecter à une calculette graphique TI (vous pouvez également vous procurer aisément les accessoires indispensables à la réalisation de certains exercices).
  • Page 7 Utilisation du CBR : aussi simple que de compter jusqu’à 3 Avec le , vous collectez votre premier échantillon de données en 3 étapes ! Connexion Connectez le à une calculette graphique TI au moyen du câble calculette/ Enfoncez bien chaque extrémité dans les appareils pour établir la connexion.
  • Page 8 Utilisation du CBR : aussi simple que de compter jusqu’à 3 (suite) Exécution Exécutez le programme (voir ci-dessous les touches à activer). RANGER TI - 82 ou TI - 83 TI - 85/CBL ou TI - 86 TI - 92 Appuyez sur ^ .
  • Page 9 Conseils pour collecter efficacement des données Comment obtenir de meilleurs échantillons ? Description du fonctionnement du CBR Si vous comprenez le fonctionnement d’un détecteur de mouvement à ultrasons, il vous sera plus facile d’obtenir de meilleures mesures pour tracer de meilleures courbes. Le détecteur de mouvement envoie une impulsion ultrasonique, puis mesure le temps que...
  • Page 10 Pour éviter toute interférence avec des objets situés aux alentours, essayez de maintenir une zone libre sur le trajet du faisceau du Ceci vous permet d’être sûr que les objets CBR. autres que l’objet ciblé ne seront pas détectés par le . Le détecte l’objet le plus...
  • Page 11 Pour effectuer ce transfert, choisissez l’option TOOLS menu principal Sélectionnez ensuite . (Vous pouvez MAIN MENU. GET CBR DATA également répéter un échantillon en choisissant l’option du menu REPEAT SAMPLE PLOT ou l’option dans l’écran de configuration...
  • Page 12 Conseils pour collecter efficacement des données (suite) Lissage Les fonctions de lissage intégrées au programme contribuent à réduire les effets RANGER de signaux parasites ou les variations dans les mesures de distance. Evitez un lissage trop excessif. Commencez sans lissage ou en configurant un lissage .
  • Page 13 , sélectionnez l’option RANGER TOOLS GET CBR DATA Vous pouvez également partager vos données avec plusieurs élèves, même s’ils utilisent différents types de calculettes graphiques TI. Ceci permet à tous les élèves de participer à des exercices d’analyse de données en exploitant les mêmes données (voir page 11).
  • Page 14 Conseils pour collecter efficacement des données (suite) Utilisation du CBR en mode déconnecté ne peut transmettre directement des données en mode déconnecté à la calculette, il doit être préalablement configuré. Dans l’écran définissez : SETUP REALTIME=NO BEGIN ON=[TRIGGER] Le programme vous indique quand vous devez déconnecter puis reconnecter...
  • Page 15 Données et courbes peuvent être transférées sur un ordinateur à l’aide du programme TI-Graph Link. Ceci est particulièrement utile lorsque les élèves doivent rédiger un rapport détaillé sur les conclusions de leurs exercices. Utilisation du CBR sans le programme RANGER Vous pouvez utiliser le comme détecteur de mouvement à ultrasons avec le...
  • Page 16 3. varie en fonction de l’élève mouvements sous forme de courbe, le concept de position peut également être exploré. 4. en arrière (augmenter la distance entre le CBR et l’objet) Au cours de ces explorations, les élèves doivent convertir leur vitesse de déplacement de 5.
  • Page 17 Exercice 1 : Suivre le graphique linéaire Collecte de données Tenez le dans une main et la calculette dans l’autre. Pointez le détecteur droit sur un mur. Conseils : La distance maximum pour n’importe quel graphique est 4 mètres du .
  • Page 18 Exercice 1 : Suivre le graphique linéaire (suite) Explorations Dans , chaque graphique comportent trois segments de ligne droite au DISTANCE MATCH maximum. Appuyez sur pour afficher le menu et choisissez › OPTIONS NEW MATCH (on propose un autre graphique). Etudiez le premier segment et répondez aux questions 7 et 8.
  • Page 19 Exercice 1 : Suivre le graphique Nom ________________________________ Collecte de données 1. Quelle propriété physique est représentée le long de l’axe des x ? _____________________________ Quelles sont les unités ? ________________________________________________________________ A quelle distance se trouvent les marques les unes des autres ? _______________________________ Quelle propriété...
  • Page 20 Matériel nécessaire est en mouvement. Ÿ calculette Courbes typiques Ÿ CBR Ÿ câble calculette/ CBR Ÿ voiture miniature fonctionnant sur piles Ÿ TI ViewScreen (facultatif) Conseils Les voitures miniatures n’ont pas toutes la même taille, la même forme et le même angle de réflexion Réponses aux questions...
  • Page 21 Exercice 2 : Voiture miniature linéaire Collecte de données Positionnez la voiture à 0,5 mètre minimum du , l’avant de la voiture pointé en ligne droite dans la direction opposée au Conseils : Pointez le détecteur droit sur la voiture et veillez à ce que la zone libre soit entièrement dégagée (voir page 7).
  • Page 22 Exercice 2 : Voiture miniature linéaire (suite) Explorations Les valeurs de x (temps) par intervalle de demi-seconde figurent dans la première colonne de la question 2. Tracez la courbe et entrez les valeurs correspondantes de y (distance) dans la deuxième colonne. Remarque : Ne saisissez que les résultats issus de la partie linéaire de la courbe.
  • Page 23 Exercice 2 : Voiture miniature Nom __________________________________ Collecte de données 1. Laquelle de ces courbes correspond selon vous à la courbe Distance-Temps de la voiture équipée d’un moteur ? Pourquoi ?____________________________________________________________________________ @ Distance @ Temps Temps Distance 3. Que remarquez-vous à propos des valeurs Distance ? ________________________________________ 4.
  • Page 24 Explorez un mouvement harmonique simple en observant le balancement libre d’un pendule. Matériel nécessaire Ÿ calculette Ÿ CBR Réponses typiques Ÿ câble calculette/ CBR 1. varie (en mètres) Ÿ serre-joint de montage Ÿ chronomètre 2. varie (en mètres) Ÿ pendule 3.
  • Page 25 Exercice 3 : Pendule sinusoïdale Collecte de données Installez le pendule. Alignez le pendule de façon à ce qu’il se balance dans le sens du faisceau du Conseils : Positionnez le à 0,5 mètre minimum de l’endroit où le poids du pendule est au minimum de son éloignement par rapport à...
  • Page 26 Exercice 3 : Pendule sinusoïdale (suite) Explorations Collecte de données 2 SETUP à SAMPLE Dans le menu principal , choisissez l’option . Sur l’écran de MAIN MENU configuration , modifiez le temps de 10 à 5 secondes. Répétez la collecte de SETUP données.
  • Page 27 Exercice 3 : Pendule Nom ____________________________________ Collecte de données 1. Quelle est la distance entre le et le point d’équilibre ? ___________________________________ 2. A quelle distance allez-vous écarter le pendule du point d’équilibre ? __________________________ 3. Quelle est la durée de dix périodes ? ______________________________________________________ Calculez la durée (en secondes) d’une période.
  • Page 28 9. parabole concave tournée vers le haut ; concave Ÿ CBR tournée vers le bas ; linéaire Ÿ câble calculette/ CBR 12. semblable ; mathématiquement, le coefficient A Ÿ balle de jeu (23 cm) représente l’extension de courbure de la Ÿ...
  • Page 29 Exercice 4 : Balle qui rebondit parabolique Collecte de données Commencez par un rebond d’essai. Lâchez la balle (ne la jetez pas). Conseils : Positionnez le à une distance de 0,5 mètre et à une hauteur supérieure à la hauteur du rebond le plus haut. Pointez le détecteur droit sur la balle et veillez à...
  • Page 30 Exercice 4 : Balle qui rebondit parabolique (suite) Explorations La courbe Distance-Temps du rebond forme une parabole. Appuyez sur . Dans le menu , choisissez , puis › PLOT MENU PLOT TOOLS . Pour sélectionner le premier rebond complet, déplacez le curseur SELECT DOMAIN jusqu’au tout début du rebond et appuyez sur .
  • Page 31 Exercice 4 : Balle qui rebondit Nom ________________________________ Collecte de données 1. Quelle propriété physique est représentée le long de l’axe des x ? _____________________________ Quelles sont les unités ? ________________________________________________________________ Quelle propriété physique est représentée le long de l’axe des y ? _____________________________ Quelles sont les unités ? ________________________________________________________________ 2.
  • Page 32 Ÿ calculette que la force de gravité est un problème bien Ÿ CBR connu dans l’étude des sciences physiques. Un tel Ÿ câble calculette/ CBR mouvement est typiquement exprimé par une Ÿ serre-joint de montage forme particulière de l’équation quadratique, Ÿ...
  • Page 33 Exercice 5 : Balle qui roule parabolique Collecte de données Répondez à la question 1 sur la feuille d’exercice. Inclinez la rampe à 15°. Fixez le serre-joint de montage sur le dessus de la rampe. Fixez le à la rampe. Ouvrez la tête du détecteur et positionnez-la perpendiculairement à...
  • Page 34 Exercice 5 : Balle qui roule parabolique (suite) Explorations Observez ce qui se passe pour des plans inclinés de façons différentes. Effectuez une prédiction du résultat d’une augmentation d’inclinaison. Répondez à la question 6. Réglez l’inclinaison à 30¡. Répétez la procédure, de l’étape 2 à l’étape 6. Ajoutez cette courbe au schéma de la question 6, en l’identifiant par 30¡.
  • Page 35 Exercice 5 : Balle qui roule Nom ____________________________________ Collecte de données 1. Laquelle de ces courbes correspond selon vous le mieux à la courbe Distance-Temps d’une balle roulant le long d’une rampe ? 2. Quelle propriété physique est représentée le long de l’axe des x ? _____________________________ Quelles sont les unités ? ________________________________________________________________ Quelle propriété...
  • Page 36 Informations pour le professeur Comment un CBR peut-il changer la physionomie de vos cours ? est un système simple d’emploi comportant des fonctions qui vous permettent de l’intégrer facilement et rapidement dans vos cours. offre des perfectionnements importants par rapport aux autres méthodes de collecte de données que vous pouvez avoir été...
  • Page 37 Informations pour le professeur (suite) Courbes du CBR : Elles relient le monde physique aux mathématiques Les courbes créées à partir des données collectées par le programme sont une RANGER représentation visuelle des relations entre la description physique et mathématique d’un mouvement.
  • Page 38 Informations pour le professeur (suite) Les mathématiques de distance, vitesse et accélération Courbe Distance-Temps = pente de la courbe Distance-Temps moyenne d(s) où s = distance instantanée @t"0 Courbe Vitesse-Temps = pente de la courbe Vitesse-Temps moyenne instantanée @t"0 La zone sous la courbe Vitesse-Temps de t à...
  • Page 39 Autres ressources Les manuels de Texas Instruments consacrés aux Explorations fournissent des éléments supplémentaires sur les calculettes graphiques TI, y compris des cahiers proposant des exercices à faire en cours de mathématiques et de sciences avec des élèves des classes de collèges et de lycées.
  • Page 40 Les données du CBR sont enregistrées dans des listes Les données collectées sont enregistrées dans les listes L1, L2, L3 et L4 Lorsque le collecte des données, il les transfère automatiquement sur la calculette et les enregistre dans des listes. Chaque fois que vous quittez le programme...
  • Page 41 Paramètres du programme RANGER Modification des paramètres du programme RANGER Avant de lancer une collecte de données, le programme affiche les paramètres RANGER les plus souvent utilisés. à Dans le menu principal du programme , choisissez MAIN MENU RANGER SETUP SAMPLE Les paramètres actifs s’affichent.
  • Page 42 Utilisation du CBR avec le CBL ou avec des programmes CBL Utilisation du CBR comme un détecteur traditionnel de mouvement avec le CBL peut être utilisé comme un détecteur traditionnel de mouvement avec le système (Calculator-Based Laboratoryé) de Texas Instruments.
  • Page 43 Commandes de programmation Commande 0 Efface et réinitialise le système Efface tout. Réinitialise les valeurs par défaut à la mise sous tension. La voie 11 est automatiquement sélectionnée. Commande 1 Efface Voie {1,0} Efface Voie {1,11,exploitation,post_traitement,0,conversion_ thermique} Commande 1 Voie exploitation Résultats REALTIME=NO...
  • Page 44 Commandes de programmation (suite) {4,N° équation,type_équation,température,unités} Commande 4 Compensation thermique N° équation Résultats (défaut) Efface toutes les équations. Spécifie l’équation 4. type_équation Résultats (défaut) Efface l’équation. Spécifie la compensation thermique. température Résultats nombre en virgule flottante Définit la température courante. unités Résultats (défaut)
  • Page 45 à piles du . Le est prêt à commencer l’échantillonnage. Les piles du CBR sont déchargées : deux types d’avertissement dispose de deux mécanismes pour vous prévenir que les piles sont déchargées : Le programme affiche un message d’avertissement sur l’écran de la calculette RANGER tout en essayant de collecter des données.
  • Page 46 Vérifiez le niveau des piles (voir page 42). commence à collecter lui- Si vous avez mal enfoncé le bouton du CBR pour le désactiver, il se ¤ même des données peut que le bouton se soit relâché et qu’il ait donc déclenché...
  • Page 47 Pour plus d’informations sur la durée et les termes du contrat de garantie ou sur les services liés aux produits TI, consultez la garantie fournie avec ce produit ou contactez votre revendeur Texas Instruments habituel. ETTE PAGE NE PEUT ÊTRE REPRODUITE QUE SI LA MENTION DU COPYRIGHT Y FIGURE ’...
  • Page 48 PLOT MENU SHOW PLOT SELECT DOMAIN REALTIME=YES REPEAT SAMPLE MAIN MENU QUIT TOOLS GET CBR DATA GET CALC DATA TOOLS CBR STATUS STOP/CLEAR CBR MAIN MENU QUIT ETTE PAGE NE PEUT ÊTRE REPRODUITE QUE SI LA MENTION DU COPYRIGHT Y FIGURE ’...