Introduction 

Stage PNF - Nantes mars 97 : 
"L'apport de la simulation dans les apprentissages exp�rimentaux" 
Intervention de JP Sarmant IGEN   http://www.educnet.education.fr/phy/pratiques/materiel/simulation/ 
 

Journ�es IPSP - Montpellier mars 98 : 
Expos� d'Alain Durey : "De nouveaux outils supports de mod�lisation et de simulation"

3 exemples d'utilisation d'Interactive Physique

Universit� d'Et� organis�e en juillet 99 par l'UdP :
Un atelier pr�sentait un travail effectu� avec des �l�ves de premi�re S sous la conduite de 2 professeurs (hors temps scolaire)

Sites Internet � visiter :  http://www.interactivephysics.com/ 

- INRP : http://www.inrp.fr/Tecne/Acexosp/Actsimul/Introsim.htm#IP

- Site de Pierre Guidicelli  (tr�s riche, t�l�chargement)  http://pierre.guidicelli.free.fr/ipanim/index.php 
trois vid�os montrant l�utilisation du logiciel

Universit� de Californie A. John Mallinckrodt :
http://www.intranet.csupomona.edu/~ajm/ip.html  sc�narios originaux (en anglais) nombreux fichiers � t�l�charger.

Interactive Physics est un produit de Knowledge Revolution's distribu� en France par Phylab (T�l 01 69 49 69 59)
Il existe actuellement 2 versions d'Interactive Physique (IP) : 

• version 2.5 en fran�ais
• version 3 en anglais (version monoposte � environ 2000 F)

Il faut noter qu'actuellement les fichiers de simulation (.IP) sont incompatibles entre les 2 versions.
Le logiciel est recommand� par le MEN : reconnu d'int�r�t p�dagogique.
2 exemplaires de la version 2.5 ont �t� fournis aux acad�mies (un exemplaire est d�pos� au CRDP de Nancy)
Un processeur type Pentium est n�cessaire.
Une prise en main est disponible sur le site de l'acad�mie de Besan�on (P.Durand)

Il s'agit d'un logiciel de simulation en m�canique du solide (2D) qui s'appuie sur les lois de la m�canique newtonienne. Toutes les grandeurs physiques (scalaires ou vectorielles) sont accessibles sous forme num�rique ou graphique. L'utilisateur peut �galement cr�er ses propres grandeurs. Les forces �lectrostatiques peuvent �tre prises en compte ainsi que divers champs.
Le moteur de la simulation utilise les techniques d'int�gration num�rique :
Euler, Runge Kutta 4 … Il est possible de param�trer le pas et la pr�cision.

Quelques pistes concernant les usages p�dagogiques du logiciel :

• Utilisation sous forme d'imagiciel : visualisation dynamique des grandeurs physiques comme la vitesse, l'acc�l�ration, les forces, l'�nergie. Possibilit� de changer de r�f�rentiels.
• Utilisation sous forme d'activit�s o� l'�l�ve est amen� � exp�rimenter sur mod�le : conception, analyse des donn�es, modification de param�tres, formalisation des r�sultats.

Petite visite guid�e

Le logiciel s'apparente � un logiciel de dessin en mode cr�ation (mode �dition) Une barre d'outils (avec palette d�roulante) permet de cr�er � la souris des objets physiques : objets massiques, points, contraintes La cr�ation d'objets utilisateurs passe par la barre des menus : compteurs, dispositifs de contr�le, texte, … Pour lancer la simulation il suffit de cliquer sur le bouton Exec (ou Ctrl-R) Pour r�initialiser il suffit de cliquer sur le bouton Reinit (ou Ctrl-T) Un lecteur de bande situ� en bas de la fen�tre, permet de se d�placer dans la simulation. Par d�faut, le pas d'animation est de 0,02 s.

Les OBJETS MASSIQUES

Cr�ation d'objets massiques : avec l'outil Rectangle, Cercle ou Polygone

L'outil fl�che permet de s�lectionner l'objet pour le d�placer, l'effacer, modifier son aspect …
Un double-clic permet d'acc�der d'afficher/modifier les param�tres initiaux (position, vitesse, …)
Dans la fen�tre Propri�t�s, tous les objets physiques (massiques ou non) sont accessibles gr�ce � la liste d�roulante : les objets massiques sont d�sign�s sous forme d'un tableau indic� (Mass[1], Mass[2], …)

Propri�t�s des objets massiques

Les objets massiques peuvent �tre anim�s d'un mouvement de rotation (V : vitesse angulaire)
Quelques propri�t�s modifiables :
coefficients de frottement (statique et de glissement)
�lasticit� assimilable � un coeff. de restitution (0 choc mou , 1 choc parfait. �lastique),
Lors d'un choc entre 2 corps : c'est la plus petite des 2 �lasticit�s qui est prise en compte,
charge �lectrique (10^-4 C par d�faut) active seulement dans le monde Electrostatique,
moment d'inertie

Aspect de l'objet et Trace

S�lectionner l'objet puis menu Fen�tre Aspect
menu Monde Trace …
Ctrl-E permet d'effacer rapidement les traces apr�s une r�initialisation

Mesures de grandeurs physiques

Apr�s avoir s�lectionn� l'objet massique, on met en place des compteurs par le menu Mesure …Vitesse par exemple
La fen�tre qui appara�t est elle-m�me un objet (r�f�renc� sous forme d'un tableau indic� de la forme Output[1], Output[2], …) qui poss�de lui aussi des propri�t�s.

On peut choisir entre 3 modes de repr�sentation : num�rique, graphique, barre.(fl�che en haut � gauche). Echelles automatiques par d�faut ; 4 courbes maximum.

Dispositifs de contr�le et boutons de menu

Il peut �tre int�ressant de faire varier les param�tres d'une simulation sans passer par la fen�tre des propri�t�s des objets (notamment si on utilise le mode spectateur en fournissant un fichier aux �l�ves)
S�lectionner l'objet � contr�ler, puis menu D�finition Nouveau dispositif de contr�le ou Nouveau bouton de menu
Remarquer que les objets cr��s sont r�f�renc�s sous forme d'un tableau indic� de la forme Input[1], Input[2], …).

Ce sont des objets qui permettent par exemple de relier entre eux des objets massiques et de r�aliser des dispositifs proches de la r�alit�.
4 types de contraintes sont disponibles dans la barre d'outils :

• Contraintes lin�aires : ressorts, c�bles, barres, amortisseurs, poulies, actionneurs
• Contraintes de rotation : moteurs, engrenages, ressorts spiraux, amortisseurs de rotation
• Liaisons : axiales, rigides, guid�es
• Forces et Moments

Les objets contraintes sont r�f�renc�s sous forme d'un tableau indic� de la forme Constraint[1], Constraint[2], …). Ils poss�dent des propri�t�s comme les objets pr�c�dents.

1. Cr�er un objet massique de type Cercle, poser un point sur le fond, prendre un c�ble et l'attacher entre le point et le centre d'inertie du cercle. V�rifier la liaison en d�pla�ant l'objet massique et lancer la simulation
2. Proc�der comme pr�c�demment mais utiliser un ressort � la place du c�ble. On peut modifier les propri�t�s du ressort (type de force de rappel, longueur � vide, raideur)
3. Cr�er l'objet massique et modifier ses coefficients de frottement
4. menu Monde Pesanteur Aucune
5. S�lectionner l'outil Force
6. D�placer le pointeur � l'endroit o� doit se trouver son point d'application sur l'objet massique
7. D�placer le pointeur en maintenant le bouton enfonc� de fa�on � cr�er la force. Modifier �ventuellement les propri�t�s de la force
8. Simuler en laissant la trace du CDI

A EXPLORER EN VRAC

Le menu Vue Espace de travail (les commodit�s) Le menu Vue taille de la vue l'�chelle de repr�sentation Le menu Monde cr�er un monde !

L'option Monde Pesanteur Plan�taire est particuli�rement originale

 Il est possible de cr�er son propre champ …magn�tique par exemple

Les R�f�rentiels 
Par d�faut, le r�f�rentiel est la base, mais il est possible de changer de r�f�rentiel :
Menu Vue Nouveau R�f�rentiel …
Les r�f�rentiels peuvent �tre des points, le CDI du syst�me et les objets massiques.

Par l'utilisation de formules (dont la syntaxe doit �tre respect�e), il est possible de personnaliser les compteurs, ainsi que les contraintes impos�es aux objets.

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