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une roue qui tourne

mis à jour le 26/05/2021


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Un début pour un film d'animation... ou comment adapter vitesse de rotation et déplacement d'une roue.

mots clés : proportionnalité, modélisation



Les différentes étapes

  • Proportionnalité entre un arc de cercle et l’angle correspondant (travail préparatoire qui peut être proposé avant les séances informatiques pour ne pas perdre de temps)
  • Animation d’une roue
  • Animer une voiture

Proportionnalité entre un arc de cercle et l’angle correspondant

Cette question de proportionnalité a été posée en activité rapide sous la forme ci-dessous.

Suite à cette activité, différentes solutions sont proposées pour trouver la 3ème solution attendue, en passant par 10° (cas le plus fréquent chez les élèves), en cherchant combien de fois on a 50° dans 360° et en passant par 1° (plus rarement). Une 4ème question (« et pour 37°, combien mesure l’arc de cercle ? ») met tout le monde d’accord, il vaut mieux passer par 1° dans ce cas.

L’accent est mis sur le quotient périmètre du cercle divisé par 360° qui est le coefficient qui permet de passer de l’angle à la longueur de l’arc de cercle. Il est valable pour le reste des questions que je pourrais poser alors que de savoir combien de fois l’angle est compris dans 360° doit être systématiquement recalculé.

Afin d’aborder plus sereinement la séance informatique, j’explique aux élèves que cette activité rapide est à comprendre et à retravailler, car elle va nous servir, pour animer une roue lors de notre futur TP : « être capable de faire avancer une roue en fonction de sa rotation, sans effet de patinage ou de glissement ».
 

Animation d’une roue

Les élèves ont, pour la séance informatique, accès à leur activité rapide précédente et à une image de roue qu’ils doivent importer sous scratch.

Consignes
  • Faire avancer une roue en fonction de sa rotation, sans effet de patinage ou de glissement sur une route horizontale.
  • Obligation de créer 2 variables (au minimum) :
    • La variable « angle », qui sera modifiée pour être un potentiomètre avec des valeurs comprises entre 0 et 10, et qui représentera notre vitesse de rotation de la roue,
    • La variable « longueur », qui sera la longueur de l’arc de cercle correspondant à l’angle précédemment créé.
  • La variable angle ne devra pas être modifiée par l’algorithme alors que la variable longueur devra être calculée par l’algorithme.
  • Une fois le déplacement de la roue synchronisée avec sa rotation : améliorer le programme pour gérer les bords de l’image (disparition et réapparition de l’autre côté ou rebond).
Le principal problème
Pour calculer le périmètre de la roue, il faut trouver le rayon de la roue…
2 méthodes :
  • Lire les propriétés de l’image importée dans les costumes, mais attention au blanc autour de la roue, au pourcentage lors d’une mise à l’échelle (à déconseiller).
    Ici le diamètre est a priori 200 ou 196 et les élèves ont utilisé une mise à l’échelle de 50%, donc un diamètre de 100 à 98 pixels
     
  • Calculer le diamètre en utilisant l’affichage des coordonnées du curseur sur la fenêtre d’affichage.

    198 - 102 = 96 pixels !
     
Quelques autres problèmes rencontrés
  • Répéter indéfiniment n’est pas connu de tous les élèves.
  • Faire tourner la roue, ne pose pas de problème, mais dès qu’il s’agit d’avancer alors la roue décrit des mouvements bizarres, car les élèves utilisent l’instruction alors qu’il faut utiliser une des instructions ci-après (la meilleure pour une route horizontale) ou encore .
  • Le calcul de la longueur n’est fait qu’une seule fois (ou à la calculatrice) et lorsqu’on fait varier l’angle, la roue ne ralentit pas ou n’accélère pas.
  • Les élèves transforment la longueur en potentiomètre pour ajuster la longueur à l’angle.
  • La « sortie » et « l’entrée » de la roue à l’écran… pas toujours simple à gérer.

Quelques travaux d’élèves


Animation d’une voiture
Il a été proposé aux élèves qui le souhaitaient d’aller plus loin dans l’animation et de simuler une voiture qui roule (en dehors du temps classe…).

 
Problèmes de cette animation
  • Gérer les 2 roues simultanément.
  • Synchroniser le déplacement de la voiture avec les roues (une roue pas forcément à sa place).
  • Gérer la sortie et l’entrée de la voiture (les arbres cachent ici un bug d’affichage).
 
auteur(s) :

Emmanuel Malgras, enseignant au collège Pierre et Marie Curie, Le Pellerin (44)

information(s) pédagogique(s)

niveau : tous niveaux

type pédagogique :

public visé : non précisé

contexte d'usage :

référence aux programmes :

documents complémentaires

Fichier(s) associé(s)
PDF la présente activité.

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