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Questionner le monde du vivant, de la matière et des objets

Publié le 24 mars 2020

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Le  mardi 24 mars 2020

Leviers - Balances - Equilibres

Séance Atelier 3 - 4 et 5

  • Séance Atelier 3 - 4 et 5

     

    L’accompagnement s’organise en trois ateliers pour deux classes de CE2 :

    L’atelier S3 -Balance Roberval tenu par l’accompagnatrice scientifique ;

    L’atelier S4 -Balance Romaine tenu par une première enseignante ;

    L’atelier S5 -Les leviers tenu par une seconde enseignante.

    Les élèves des deux classes sont mélangés et répartis en trois groupes hétérogènes. Ils tourneront sur les trois ateliers au cours de trois séances successives d’une heure chacune.

    L’atelier S3 – Balance Roberval :

    L’accompagnatrice annonce le travail et lance l’activité en demandant le poids d’un élève :25 … 25 tonnes ? – non kilos
    Dans la vie de tous les jours, on parle de « poids » mais dans le langage scientifique il faut parler de « masse ».

    Elle présente aux élèves différents objets notés dans l’ordre alphabétique de A à E :

    Une gaine isolante – A

    Une éponge – B

    Un raccord PVC – C

    Un album jeunesse – D

    Un CD de musique – E

    Une cuillère – F

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    Elle distribue une fiche à chaque élève et lit la première consigne avec eux :« Range les objets du moins lourd au plus lourd, en les observant. »

    Les élèves estiment la masse de chaque objet et les classent dans l’ordre croissant.

    Dans un second temps, les élèves les classent dans le même ordre en les soupesant.

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    Une synthèse commune au tableau fait apparaître des différences entre les deux classements mais aussi entre les classements de chaque élève.

    Il nous faut donc trouver un moyen de se mettre d’accord...Un élève propose d’utiliser une balance pour comparer les objets deux à deux.

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    L’accompagnatrice présente la balance Roberval et demande :« comment fonctionne cette balance ? ».

    Un élève explique que lorsque l’aiguille de la balance est verticale, les deux objets sont pareils.

    « Oui ! Les deux objets sont donc de même masse ! On dit qu’il y a équilibre. »

    « L’aiguille penche du côté de l’objet le plus lourd. »

    Les élèves sont amenés à comparer les objets deux à deux pour les classer dans l’ordre croissant de leur masse.

    « Pour affiner la pesée, il faudrait peser chaque objet ! »

    Un élève propose d’utiliser les stylos de sa trousse … l’unité de mesure serait alors, le stylo.

    L’accompagnatrice sort alors des gros et des petits boulons.

    Les élèves se lancent donc dans la pesée de chaque objet à l’aide des boulons.Deux stratégies apparaissent :

    - Peser à l’aide des gros boulons et compléter avec des petits.

    - Peser directement à l’aide des petits boulons... cette dernière solution a des limites avec les objets trop lourd, les élèves n’ont pas assez de boulons.La première solution est donc retenue pour la pesée.

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    Après la pesée, la synthèse des résultats est faite au tableau et la conclusion est que la balance permet d’être plus précis dans la pesée.

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    L’atelier S4 -Balance Romaine :

    Dans un premier temps les élèves sont amenés à équilibrer un axe en bois dont les extrémités sont lestées d’épingles à linge. Ils marquent l’emplacement du pivot au crayon gris.

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    Dans un second temps, ils sont amenés à équilibrer l’axe en bois dont une extrémité est lestée d’un sac que les élèves remplissent de boulons et de l’autre d’une épingle à linge qui se déplace le long de l’axe (balance romaine).

    Les élèves marquent sur l’axe en bois l’emplacement de l’épingle à linge en fonction du nombre de boulons dans le sac, le pivot étant fixé et marqué proche du sac de boulons.

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    L’atelier S5 -Les leviers :

    Suite à une première séance, les élèves ont soulevé plusieurs questions dont :

    Où exercer la force sur un levier ?

    Où placer le pivot pour avoir le maximum de force ?

    Deux expériences sont réalisées durant lesquelles les élèves ont dû compléter un tableau sur le nombre de « kaplas » nécessaires pour soulever un dictionnaire, suivant la position du contre poids ou suivant la position du pivot.

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