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Sommaire / Notions et activités du cycle 1 au cycle 3 / Matière et matériaux







APPROCHE SCIENTIFIQUE
Flottabilité des objets dans l'eau

samedi 17 juin 2006


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C1

Objectifs notionnels Activités et supports d'activités
En PS Constater que certains objets coulent et d'autres flottent et donner du sens aux verbes " couler et flotter " (toucher le fond du récipient, toucher la surface de l'eau ). Attention à la confusion entre les divers sens du mot couler(couler comme un liquide)Faire des classements d'objets en fonction du critère " flotte/coule dans l'eau " : on peut faire prévoir et observer ce que l'on obtient
A partir du second semestre de la MS
-  Différencier l'objet de la matière qui le constitue et comprendre que certaines matières (substances) coulent et que d'autres flottent.
-  Savoir que le critère " matière " n'est pas suffisant et introduire le critère " forme " (un objet constitué d'une substance qui coule peut flotter si on lui donne une forme creuse, concave).
-  Découvrir diverses techniques d'assemblage (clouer, attacher avec des fils…) pour construire un bateau simple (radeau, catamaran…)
(A partir de la MS séparer implicitement les variables en ne prenant que des objets pleins au départ sinon vous ne pourrez leur faire dégager aucun critère)
-  Faire un classement des substances (coulent ou flottent) Motiver les élèves par la perspective de la fabrication d'un bateau.
-  Quelques matières flottent " toujours " sur l'eau(polystyrène expansé , bois sauf l'ébène) ; d'autres coulent si l'objet est compact ou plein (métal , plastique , verre , pâte à modeler ) mais peuvent flotter si l'objet a une forme plus concave (évasée). On trouve effectivement des bateaux en métal , en plastique.
-  Montrer aux enfants que "ce n'est pas parce qu'un objet est lourd qu'il flotte et inversement" ex : grosse bûche de bois et bille de verre. Un objet en métal peut flotter (prendre une boîte de bonbons métallique par exemple)
-  Faire découvrir que la pâte à modeler peut couler ou flotter selon la forme qu'on lui donne (situation de réinvestissement)
-  Construction de bateaux

C2

Objectifs notionnelsActivités et supports d'activités
Mêmes objectifs que pour la maternelle.Construction de bateaux simples (catamaran ou radeau…).
Différencier l'objet de la matière qui le constitue et comprendre que certaines substances coulent et que d'autres flottent.Elaborer des " plans "du bateau au départ (choix des matériaux et organisation) et argumenter sur les choix. Cette perspective conduit à tester la flottabilité de certains objets et à constater que la substance qui le constitue d'une part et sa forme (pleine ou creuse) d'autre part sont des paramètres permettant de prévoir la flottabilité. On effectuera des classements de substances. Pour mieux comprendre, essayer de faire flotter de la pâte à modeler (substance qui coule) en modifiant sa forme.
Savoir que le critère " matière " n'est pas suffisant et introduire le critère " forme " ; un objet constitué d'une substance qui coule peut flotter si on lui donne une forme creuse, concave.Permettre aux élèves d'exprimer leurs idées pour expliquer la flottaison et apporter des contre-exemples. On montrera en particulier aux enfants que " ce n'est pas parce qu'un objet est lourd qu'il flotte et inversement " ex : grosse bûche de bois et bille de verre. De même, le volume (gros, petit) n'est pas un paramètre suffisant…
Découvrir diverses techniques d'assemblage (clouer, attacher avec des fils…) pour construire un bateau.

C3

Objectifs notionnels Activités et supports d'activités

-  Faire la différence entre objet et matière.
Classements de substances par le critère " flotte/coule dans l'eau ".

-  Savoir que pour prévoir la flottabilité d'un objet, il faut tenir compte à la fois de son volume et de sa masse (Un seul paramètre ne suffit pas).Etre capable de tester l'influence de ces deux facteurs en séparant les variables :
-  Savoir que pour un même volume, plus l'objet est lourd plus il coule (variation de la masse à volume constant).
-  Savoir que pour une même masse, plus l'objet est volumineux (gros) plus il flotte (variation du volume à masse constante).

-  Motiver les élèves par des interrogations sur les sous-marins.En s'inspirant de cet objet, on peut lester (avec du sable par exemple) des récipients étanches (boîtes de pellicules photos, tubes de médicaments …) pour les faire couler.
-  Prendre conscience que plus le volume du tube est grand plus la masse du lest doit être grande.
-  Faire varier la forme d'objet pour modifier leur flottabilité (pâte à modeler, papier aluminium). Dans ce dernier cas, on modifie bien le volume de l'objet et non le volume de matière qui reste toujours le même (De même, la masse reste constante au cours de cette manipulation). Constructions de bateaux ou de sous-marins.

-  En fin de cycle, savoir que la flottaison d'un objet dépend aussi du liquide dans lequel il est placé.
Faire flotter des glaçons sur l'eau et faire couler des glaçons dans l'huile. Comparer les quantités de sel contenues dans deux solutions à l'aide d'un tube lesté. (Il s'enfonce plus ou moins en fonction de la concentration de la solution).

-  Savoir pourquoi l'huile reste toujours au-dessus de l'eau (On n'aborde pas la notion de densité ou de masse volumique en tant que telle à l'école élémentaire).
Mélanges de liquides non miscibles (eau et huile de table). Comparaison des masses de ces deux liquides à volume égal.

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