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Yovan Latour.CM2.Ecole Paul et Virginie. Ile Maurice. Les objets techniques : l

Yovan Latour.CM2.Ecole Paul et Virginie. Ile Maurice. Les objets techniques : leviers et balances, équilibres. Objectifs : Séance 1 – Découvrir et comprendre le principe de fonctionnement d’un levier (notion de force et de distance à l’axe). Séance 2 - Connaître et savoir identifier les 3 genres de leviers. Séance 3 - Evaluation. Séances 4 et 5 - Construire différents types de balances (la balance Roberval et la balance romaine). Séance 6 - Evaluation. Projet : Construire une balance à bascule (pivot fixe) qui permet de mesurer approximativement la masse des élèves de l’école. Séance 1 [Comprendre le principe de fonctionnement d’un levier (notion de force et de distance à l’axe)] Phase d’expérimentation (dans la cour) Les élèves sont répartis en 3 groupes (4 à 5) et vont directement dans la cour pour les expériences. Phase 1 : Rechercher et découvrir à travers les expériences le dispositif (le mécanisme) du levier. Une brique est posée au sol. Consignes : Le défi est de soulever la brique (la maintenir hors du sol) sans la toucher de vos mains. Pour cela, vous disposez du matériel suivant : 1 brique 1 morceau de bois 1 barre en bois (la longueur est la même pour les groupes, le but étant de les amener à découvrir le principe du levier) Matériel Image Charge (brique) Pivot (morceau de bois) Autant de barres en bois de mêmes longueurs que de groupes Barres en bois de différentes longueurs Barres en métal (plusieurs longueurs si possible) Ils cherchent et trouvent par eux-mêmes le dispositif à mettre en place (exemple ci-dessous). Préparation (Relever la brique et glisser la barre en son milieu) Montage prêt (Faire descendre la barre doucement sur le pivot) Comment appelle-t-on le système que vous avez mis en place ? Les faire dire le mot ‘levier’. Phase 2 : Rechercher et découvrir les conditions idéales pour soulever la brique plus facilement (nécessitant le moins d’effort). Consignes : Avec le même dispositif que vous venez de découvrir, le défi est maintenant de soulever la brique avec seulement un doigt c’est à dire en fournissant le moins d’effort possible. Vous disposez désormais d’autres barres en bois de différentes longueurs (des barres plus courtes et plus longues que celles utilisées en premier). On proposera également des barres en métal de différentes longueurs pour aborder l’aspect de la rigidité du bras de levier. Après ces deux phases, on fait une mise en commun. Il est moins difficile ou plus facile de soulever la brique (la charge) avec la plus longue barre (levier). On doit appliquer une force à l’extrémité de la barre. Aussi, le morceau de bois (le pivot) doit être le plus près de la brique. Retour en classe pour l’élaboration de la trace écrite suivante : Pour soulever une charge plus facilement avec un levier, il faut : 1. utiliser une longue barre rigide, 2. placer le pivot le plus près possible de la charge à soulever et 3. appuyer sur la barre (ou appliquer une force) à l’autre extrémité. On distribue ensuite le schéma ci-dessous que les enfants collent dans leur cahier. Ils légendent ensuite le schéma avec les mots suivants : pivot, charge, force, levier (barre rigide). Le principe du levier Séance 2 [Les trois genres de leviers] Rappel de la première séance + vocabulaire technique Vocabulaire technique Point d’appui / pivot / axe de rotation Point d’action / force Point d’effet / résistance / charge Présentation de plusieurs images d’objets et demander aux élèves de compléter la deuxième colonne du tableau (Il utilise le principe du levier pour fonctionner) avec les mots ‘oui’ ou ‘non’. Note : Préciser à la correction en commun que le casse-noix, les ciseaux et les pinces utilisent deux leviers (principe du double levier) pour fonctionner. levier (barre rigide) charge pivot force Objets Il utilise le principe du levier pour fonctionner Téléviseur Pince à épiler Ciseaux Pince plate Perforatrice Ampoule Casse-noix Pince pour grillades Corrigé Objets Il utilise le principe du levier pour fonctionner Téléviseur Non Pince à épiler Oui Ciseaux Oui Pince plate Oui Perforatrice Oui Ampoule Non Casse-noix Oui Pince pour grillades Oui A écrire dans le cahier : Définition du levier Le levier est une barre ou une tige rigide qui se déplace autour d’un point fixe appelé point d’appui ou pivot. Sur le levier, agissent une force et une résistance. Les leviers sont des machines simples (ciseaux, casse-noix, pince plate,…) que l’homme a inventées pour l’aider à accomplir des tâches difficiles ou précises plus facilement. Point d’appui / pivot / axe de rotation C’est le point fixe autour duquel se déplace le levier. Force / point d’action C’est le point où l’homme exerce sa force. Résistance / charge / point d’effet C’est le point de contact entre l’objet et le levier. Il existe 3 genres de leviers dépendant de la position des 3 points : point d’appui, point d’action et point d’effet. Leviers du premier genre Les leviers du premier genre ont le point d’appui entre le point d’action et le point d’effet. Ils sont très répandus dans notre vie quotidienne. Leviers du deuxième genre Les leviers du deuxième genre ont le point d’effet entre le point d’action et le point d’appui. Leviers du troisième genre Les leviers du troisième genre ont le point d’action entre le point d’effet et le point d’appui. On distribue ensuite les deux tableaux suivants que les élèves collent dans leur cahier. Tableau de codage Point d’appui • Point d’action o Point d’effet ◊ Quel genre de levier ? Levier du premier genre o • ◊ ou ◊ • o Levier du deuxième genre • ◊ o o ◊ • Levier du troisième genre ◊ o • • o ◊ Pour le schéma ci-dessous, le travail est fait en commun. On place les différents points et on se rapporte au tableau ‘Quel genre de levier ?’ pour trouver la réponse. Le point d’appui (•) est entre le point d’effet (◊) et le point d’action (o) → ◊ • o C’est un levier du premier genre. Ensuite les élèves placent les différents points (le codage) sur les différents objets. Mise en commun et débat. Corrigé Leviers du premier genre : ciseaux, pince plate. Leviers du deuxième genre : casse-noix, perforatrice. Leviers du troisième genre : pince à épiler, pince pour grillades. Les élèves collent les images dans le tableau suivant sur les deux premières lignes. Les cases de la troisième ligne sont utilisées pour écrires d’autres exemples d’objets. Les trois genres de leviers Levier du premier genre Levier du deuxième genre Levier du troisième genre Corrigé Levier du premier genre Levier du deuxième genre Levier du troisième genre La balançoire (bascule), la manette de frein d’une bicyclette, l’arrache- clou, … Le décapsuleur, la brouette, … La pince à sucre, la canne à pèche, le coupe-ongles, … Un exemple particulier : la brouette. La brouette est un levier du deuxième genre. Plus on place la charge au fond du bac (plus près de la roue), plus il est facile de la transporter. Faire le parallèle avec la course de brouettes en France. Tableau de codage Point d’appui • Point d’action o Point d’effet ◊ Quel genre de levier ? Levier du premier genre o • ◊ ou ◊ • o Levier du deuxième genre • ◊ o o ◊ • Levier du troisième genre ◊ o • • o ◊ Tableau de codage Point d’appui • Point d’action o Point d’effet ◊ Quel genre de levier ? Levier du premier genre o • ◊ ou ◊ • o Levier du deuxième genre • ◊ o o ◊ • Levier du troisième genre ◊ o • • o ◊ Tableau de codage Point d’appui • Point d’action o Point d’effet ◊ Quel genre de levier ? Levier du premier genre o • ◊ ou ◊ • o Levier du deuxième genre • ◊ o o ◊ • Levier du troisième genre ◊ o • • o ◊ Séance 3 Date : ……..…………………..……………. Prénom : ………….……………………………..………... Classe : ……………… Bilan de Sciences (Les leviers) 1. Utilise certains mots de la liste ci-dessous pour compléter le texte à trous et ainsi définir un levier. résistance – flexible – table – rigide – niveau – force – barre – d’effet – pivot – personne – fixe – machine – équilibre – masse – d’action – vitesse Un levier est une ………………………….. ou une tige ……………………….. qui se déplace autour d’un point ………………….. appelé le ………………… Sur le levier agissent une …………………………….. (exercée par l’homme) et une …………………………….. (exercée par la charge). 2. Sur le schéma ci-dessous, Astérix appuie sur la barre en métal mais il n’arrive pas à faire bouger le menhir (gros rocher). Parmi les options proposées, souligne celle qui peut l’aider à soulever le rocher plus facilement. a. Astérix doit remplacer la longue barre en métal par une barre flexible et plus courte. b. Il doit se rapprocher encore plus du pivot. c. Il doit rapprocher le pivot du rocher et se tenir au bout de la uploads/Science et Technologie/ yovan-latour.pdf