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

Publié le Jan 21, 2020 Modifié le : Feb 5, 2020

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Le  Tuesday, January 21, 2020

Les propriétés de l'air

Séance 2 : La force de l’air.

  • Séance 2 : La force de l’air.

    L’enseignante demande aux élèves :
    « - Que savez-vous sur l’air ? »
    « Dans l’eau, il fait des bulles ! »

    « - Où se trouve l’air ? »
    « Dans la forêt, l’air vient de la forêt ! »
    « En montagne ! »
    « Dans une bouteille vide ! »
    « De partout ! »

    « - Qui se souvient des expériences de la dernière fois ? »

    Un élève explique une expérience avec une bouteille fermée d’un bouchon et sans fond.
    « On a mis une bouteille dans l’eau, l’air prend toute la place, l’eau ne peut pas rentrer. Quand on enlève le bouchon de la bouteille, l’air part et l’eau prend la place de l’air. »

     

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    « - La deuxième expérience ? »
    « On a soufflé dans une paille plongée dans l’eau, ça fait des bulles d’air ! »
    « On a réussi à dire que quand on veut voir l’air, l’air est sous forme de bulle dans l’eau ! »

    « - La troisième expérience ? »
    « On a plongé un ballon dans l’eau et on a vu des bulles d’air ! »

    « - Un de vos camarades a voulu enfoncer une boite sous l’eau et nous avons vu des bulles d’air s’échapper de la boite ! »


    « - Sous quelle forme trouve-t-on l’air ? »
    « On trouve l’air sous forme de vent ! »

     

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    « - C’est quoi le vent ? »
    « C’est de l’air qui bouge ! »
    « C’est de l’air qui est fort ! »

    « - L’air de l’extérieur est-il le même que celui de la classe ? »
    « A l’extérieur, on a dit que l’air pouvait être fort. L’air de la classe peut-il être fort ? A-t-il de la force ? »

    Les élèves essaient de problématiser la question du jour :
    Est ce que l’air est fort dans la classe ? A-t-il de la force ?


    L’enseignante rappelle les étapes de la démarche d’investigation avant de répartir les élèves dans trois ateliers identiques encadrés par les scientifiques de la classe. Les élèves vont réaliser trois expériences.

    Les élèves émettent dans un premier temps des hypothèses sur la force de l'air.

     

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    Première expérience : La scientifique a deux feuilles identiques dans les mains qu’elle doit lâcher en même temps d’une même hauteur.
     « - Que va-t-il se passer si je lâche les deux feuilles en même temps? »
    « Les feuilles vont tomber en même temps ! »
    « Elles vont arriver au sol en même temps ! »
    La scientifique fait le test et les élèves constatent qu’ils avaient raison.

     

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    «- Qu’est ce que l’on peut faire pour qu’elles ne tombent pas en même temps ? »
    « On peut en lâcher une de plus haut ! »

    La scientifique réalise l’expérience et en effet la feuille la plus proche du sol touche le sol en premier.

    « - Avez-vous une autre idée ? »
    « On pourrait plier en deux une des feuilles ! »

    La scientifique plie une feuille en deux.
    « - Comment est cette feuille ? »
    « Elle est plus petite ! »
    « - Et son poids est comment par rapport à l’autre ? »
    « Elle font le même poids ! »

    Certains élèves ne sont pas convaincus par la conservation du poids. Elle ouvre et referme la feuille pour montrer que la feuille est toujours la même ouverte ou fermée.

    « - Comment vont-elles tomber ? »
    « La petit feuille va arriver plus vite au sol ! »

    La scientifique réalise l’expérience. Les élèves observent ce qui se passe et essaient d’apporter une explication.

     

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    « La feuille pliée recueille moins d’air que la feuille entière, elle va tomber plus vite ! »
    « L’air ralentit plus la chute de la feuille entière que celle pliée en deux ! »
    « La feuille la plus grande a plus d’air pour la porter ! »

    A la suite de cette première expérience, l’enseignante demande aux élèves de faire la synthèse de ce qu’ils viennent d’apprendre.
    « L’air va moins pousser la feuille pliée en deux ! »
    « La surface est plus petite pour un même poids de feuille ! »

    Elle remarque que l’idée de même masse est difficile à comprendre pour certains élèves. Elle demande à un élève de venir au tableau.
    « - Tu pèses combien ? »
    « 40 kilos ! »

    « - Lève un bras ! Tu pèses combien ? »
    « 40 kilos ! »

    « - Mets toi à genoux ! Tu pèses combien ? »
    « Pareil ! »

    « - Même si tu changes de forme, tu pèses toujours le même poids ! C’est pareil pour la feuille ! »

    L’enseignante reprend deux feuilles et froisse en boule une des feuilles.
    « - Les deux feuilles ont-elles le même poids ? »

    L’ensemble des élèves semble convenir qu’elles sont identiques.
    L’enseignante refait l’expérience avec une feuille entière et une feuille en boule. Le résultat est encore plus flagrant, la boule tombe au sol nettement plus rapidement que la feuille entière. Ce qui confirme les conclusions précédentes.

     

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    Une des scientifiques propose une autre expérience similaire mais cette fois-ci en changeant la masse d’un objet pour une même forme. Elle lâche deux bouteilles, une vide et une contenant de l’eau.
    La bouteille contenant de l’eau tombe plus vite que la bouteille vide.

     

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    Ensuite les élèves sont à nouveau répartis en ateliers pour étudier l’effet d’un parachute.
    La scientifique présente deux parachutes accrochés à des objets de même masse. La surface du parachute varie.
    « - Quel parachute va arriver le premier au sol ? »
    « Le petit parachute parce que le petit parachute a moins d’air ! »
    « Il accueille moins d’air dans le parachute ! »
    « Le grand a plus de surface et prend beaucoup plus d’air ! »

     

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    La scientifique réalise l’expérience.
    « - Qu’est ce qui se passe ? »
    « Le petit parachute atterrit en premier ! »
    « Le petit parachute atterrit plus vite que le grand parce qu’il a moins de surface ! »
    « C’est pareil que l’expérience des feuilles, ça dépend de la surface ! »

    Après l’expérimentation, l’enseignante organise une synthèse de classe.
    « - A quoi sert le parachute ? »
    « Il ralentit la chute ! »
    « Il protège de la chute ! »

    « - Qu’est ce qu’on peut retenir ? »
    « Celui qui est plus étalé, qui a le plus d’espace ! »

    « - A la place d’espace, on peut dire quoi ? »
    « de surface ! »

    « - Alors, on reprend ! »
    « Celui qui a le plus de surface tombe moins vite ! »

    « Est ce que l’air de la classe a de la force ? »
    « Oui ! Il fait ralentir des choses ! »

    La scientifique avec l’aide des élèves écrit une phrase de conclusion au tableau :
    L’air a de la force, il ralentit la chute des objets. On a deux objets de même poids, celui qui a le plus de surface est ralenti par l’air.

     

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    Les élèves sont invités à dessiner l’expérience de leur choix et à écrire la conclusion sur la fiche démarche.

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