Comment une surface influe-t-elle sur le mouvement?

Matériel

• Rampe (p. ex., bois, carton, plaque à biscuits, carton plastifié, morceau de gouttière en plastique) – 1 par groupe
• Assortiment de matériaux ayant différentes textures et surfaces (p. ex., papier abrasif, feuille d’aluminium, tapis, papier, gazon synthétique, terre, linoléum, velours côtelé, flanelle) – 1 par groupe
• Domino en plastique, voiture-jouet ou train miniature qui descendra la rampe – 1 par groupe

Préparation

• Cette enquête peut être réalisée dans le cadre du défi Concevoir et construire un circuit à billes, dans lequel les élèves découvrent comment faire en sorte qu’une bille aille plus vite, plus lentement, ou s’arrête.
• Vous pouvez lire les fiches d’information Mise en place d’un test objectif et Déterminer les variables qui sont disponibles dans la section Processus scientifique du site Web de Tomatosphère^MC.

Marche à suivre

Les élèves utilisent les stratégies d’apprentissage du Journal d’enquête ou du Résumé de l’enquête pour développer et mettre en pratique les habiletés « prédire », « planifier » et « analyser » et interpréter » des résultats en étudiant les propriétés des matériaux qui influent sur le mouvement d’un objet.

Les élèves:

• comparent et différencient les matériaux disponibles et prédisent l’influence de chacun d’entre eux sur le mouvement.
• conçoivent et consignent un plan pour mener un test objectif sur la capacité des matériaux à ralentir ou à arrêter un objet en mouvement.
• consignent leurs observations et comparent les résultats avec leurs prédictions.
• analysent et interprètent les résultats de leur test objectif afin de tirer des conclusions sur les propriétés des matériaux et de la friction.

Évaluation

Observez et consignez, à l’aide de commentaires annotés, de photos ou de vidéos, la capacité des élèves à:

• Prédire - Les élèves utilisent leurs connaissances antérieures et leurs habiletés de comparaison et de différenciation pour prédire les matériaux et les variables qui sont les plus susceptibles de modifier le mouvement d’un objet.
• Planifier aux fins de la mise en place d’un test objectif – Les élèves conçoivent un plan et réalisent un essai contrôlé ou un test objectif dans lequel ils maintiennent des constantes (p. ex., inclinaison de la rampe, type d’objet qui fera la descente, point de départ sur la rampe), utilisent une variable dépendante (p. ex., matériaux de surface de la rampe) et traitent les données (p. ex., utilisation d’un tableau pour consigner leurs observations).
• Analyser et interpréter - Les élèves cherchent des régularités dans les résultats et essaient d’expliquer celles qu’ils ont observées.
   

Co-construction des connaissances

Liens interdisciplinaires

Littératie

• Utiliser des habiletés de planification (p. ex., générer des idées, collecter et organiser de l’information).
• Faire des liens (p. ex., entre les connaissances antérieures sur les matériaux et le nouveau contexte).
• Reconnaître et utiliser des régularités structurelles dans les textes (p. ex., mettre dans l’ordre les étapes d’un test objectif).

Pensée mathématique

• Mesurer et décrire l’écoulement du temps (p. ex., le nombre de secondes qu’il faut à un objet pour descendre la rampe) et les dimensions (p. ex., la hauteur en centimètres de la rampe ou des rampes afin d’obtenir un test objectif).

Éducation physique

• Développer sa conscience de l’effort fourni et la mettre en pratique (p. ex., étudier les incidences de la friction sur les mouvements du corps dans le cadre de différentes activités sportives comme courir ou jouer à un jeu sur différentes surfaces; trouver des exemples où la friction intervient dans le cadre de jeux et d’activités).
• Se sensibiliser aux avantages des innovations technologiques sur le plan de la sécurité personnelle, de la prévention des blessures et de la performance
  • (p. ex., comparer les innovations en matière de matériaux et de techniques qui réduisent ou augmentent la friction dans les équipements sportifs ou les vêtements de sport, comme les rubans pour raquettes, les crampons de chaussure, le fart, les skis sans fart, les freins de patin à roulettes, les semelles antidérapantes et les semelles de glisse au curling, les balais de curling, les patins clap pour le patinage de vitesse, les maillots de bain Fastskin^MD, les combinaisons intégrales de natation, les combinaisons de luge et de patinage de vitesse).

Musique

• Créer des compositions pour un public spécifique et dans un objectif précis (p. ex., créer une ambiance sonore de friction en utilisant différentes techniques et surfaces dans la classe, comme frotter ses mains sur différentes surfaces texturées ou frotter deux objets l’un contre l’autre pour produire des sons).

Enrichissement

• En quoi la longueur de la rampe influe-t-elle sur le mouvement de l’objet? Réalisez un test objectif en utilisant des rampes de longueurs différentes avec le même assortiment de surfaces (p. ex., bois, tapis, gazon, ciment, boue) afin d’établir l’influence de la longueur sur le mouvement de l’objet.
• En quoi le poids d’un objet influe-t-il sur son mouvement? Réalisez un test objectif en utilisant des objets de poids différents (p. ex., grosse bille, petite bille, petites voitures de diverses dimensions, etc.) avec la même configuration et les mêmes surfaces afin d’établir l’influence du poids sur le mouvement de l’objet.
• En quoi la hauteur de la rampe influe-t-elle sur le mouvement de l’objet? Réalisez un test objectif en utilisant des rampes de hauteurs et d’inclinaisons différentes avec la même configuration et les mêmes surfaces.

Ressources complémentaires

En poussant et en tirant 
par Keith Pigdon
Ce livre décrit et explique comment nous déplaçons les objets en les poussant ou en les tirant.
ISBN 0779148584, 9780779148585

Pour en savoir plus

Poussée et traction (Leçons)

Les élèves développent et mettent en pratique les habiletés « comparer ou différencier » et « trier et classer » en observant les forces de poussée et de traction exercées sur des objets de la vie quotidienne.

Concevoir et construire une semelle antidérapante (Leçons)

Les élèves travaillent en équipe pour concevoir et construire une semelle qui ne glissera pas sur une pente à 30 degrés.

Concevoir et construire un jouet qui se déplace (Leçons)

Les élèves appliquer leurs connaissances sur la force magnétique et leurs habiletés relatives à la conception et à la construction pour créer et tester, en toute sécurité, un jouet qui se déplace à l’aide de forces appliquées par des aimants.

Carrières : Ingénieur (Images)

5 images de différents ingénieurs sur leur lieu de travail (usine hydroélectrique, forêt, NASA, etc.).