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29 mars 2013 5 29 /03 /mars /2013 09:41

Un peu atypique cette demande d'intervention venant d'une école du département : les enfants d'une classe, intéressés et intrigués par les manœuvres d'engins sur un chantier proche, veulent savoir comment on peut monter à grande hauteur des charges très lourdes.

A priori, rien de très difficile à expliquer. On sait faire cela depuis l'Antiquité. Là où les choses se corsent, c'est quand j'apprends que les enfants sont dans une classe de GS -CP ! Ça devient un vrai défi !

Après une bonne séance de préparation avec l'enseignant en charge de la classe, nous décidons de travailler par expérimentations successives, et comme les enfants ne maîtrisent pas encore les instruments de mesure (en plus, mesurer des forces !) nous ne ferons intervenir que des comparaisons de ressentis, même approximatifs. Nous sommes, malgré le - très - jeune âge des enfants, dans une démarche scientifique.

TOUS les enfants effectueront TOUTES les expériences.

Les résultats seront notés sur des schémas dessinés par l'intervenant au fur et à mesure de l'avancement de la séance.

Nous disposons d'une charge "lourde" (un sac de terreau de 50 litres <> 15 kg). Avantage du sac de terreau : il est assez lourd, mais aussi assez mou pour ne pas risquer de blesser les enfants. Le sac est sanglé de manière à offrir une bonne préhension.

D'autre part, le gros arbre situé dans un coin de la cour de récréation fournira un point d'accrochage sûr.

Première expérience :

Après les recommandations d'usage sur la "bonne" position à adopter pour soulever une charge élevée (jambes fléchies, dos droit, bras tendus), les enfants essaient de soulever le sac. Les constatations ci-dessous :

gut2.JPG gut6.jpg

 

Deuxième expérience :

Un certain nombre d'accessoires est présenté aux enfants qui peuvent les utiliser pour les aider à soulever la charge.

gut1

Peu connaissent la poulie. Une brève démonstration suffit à leur faire comprendre qu'elle peut servir à modifier le sens de traction. Essais et conclusions :

gut7.jpg

 

Troisième expérience :

Et avec deux poulies ? Essais et conclusions :

gut3 gut8.jpg

 

Quatrième expérience :

Il a été plus facile de soulever le sac en utilisant deux poulies. Et si on en utilisait quatre ?

gut9.jpg

 

Cinquième expérience :

Dans la quatrième expérience, la corde et les poulies se mélangent un peu et l'on n'obtient pas le meilleur rendement. Essayons d'utiliser des moufles (nom masculin : ensemble de deux ou plusieurs poulies assemblées par une même chape). Un ensemble de deux moufles s'appelle un palan. Constatations :

gut5.JPG gut10.jpg

 

      Nul besoin donc d'aborder des notions théoriques chères à la mécanique (notions de masse, de force,...) ni de système de mesure de toutes façons hors de portée de jeunes enfants (*). Tous ont bien ressenti les effets de l'utilisation des poulies comme système de démultiplication et c'est là l'essentiel.

(*) Les fellahs égyptiens qui devaient réaliser des édifices colossaux ne se préoccupaient pas non plus de ces notions. Seuls les scientifiques de l'époque ont pu théoriser ces dispositifs.

 

 

 

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Published by Les Scientastiques - dans Divers
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