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Découverte des aimants par le jeu
JEUX MAGNÉTIQUES

Première publication : 10 mai 2005, mise en ligne: mardi 8 juin 2010


THEMES ABORDES :

Cycle 2

expérimentation

Matière

Les aimants

A. Motivations




Mener des investigations et des expériences sur les matériaux et les aimants.

La maîtrise de la langue : utiliser le vocabulaire adapté
concernant l'aimantation, phénomène surprenant.

B. Objectifs


Sciences :

Amener les élèves à résoudre un problème de manière rationnelle.
Acquérir des notions sur les matériaux et les aimants.

C. Plan de séquence


Situation de départ
-  Jeu de piste magnétique
-  ou chute d'une boite d'épingles ou de pointes
-  ou jeu de pêche magnétique
Problème scientifique Représentations Quel objet utiliser et pourquoi ?
Observations Comportements de divers objets vis à vis d'un aimant
Recherche expérimentale
-  Distinguer les métaux attirés par un aimant (uniquement fer avec les enfants) des matériaux non attirés par l'aimant.
-  Rangement d'aimants selon leurs forces
-  Attraction d'un aimant à travers différentes substances d'épaisseurs variables
Synthèse et prolongement Fabrication d'un jeu magnétique

D. Mise en œuvre

I. Situation de départ

Le maître prend l'un ou l'autre des jeux cités ci-dessus sans montrer l'aimant.
Pour éviter l'idée de magie , il le fait manipuler par un enfant.
« Comment ça fonctionne ? »

Remarque : pour la chute des épingles on demande simplement « Comment peut-on les ramasser rapidement en toute sécurité ? »

Le terme d'aimant vient très facilement.


II - Problème, représentations

Pourquoi utiliser un aimant ?
Des enfants pensent que tous les métaux sont attirés par un aimant ;
D'autres pensent que les aimants attirent tous les matériaux.


III - Observations

situation 1

Matériel :
prévoir un sac en plastique par groupe pour ranger le matériel

-  Un aimant pour deux enfants
-  Un récipient plat ( type assiette ou barquette en polystyrène)
-  Un petit morceau de bois, carton, tissu, plastique
-  Un morceau de ficelle
-  Trombones, tampon "jex", autres objets métalliques, composés uniquement de fer ou d'acier, les autres métaux seront utilisés plus tard.

Déroulement :
Manipulation libre puis recueil des observations.
Montrer que l'aimant ne "colle" pas les trombones par exemple mais les "attire ".
Mettre de la colle sur un doigt, celui - ci doit toucher le trombone pour le soulever.

le trombone colle au scotch - 20 ko
le trombone colle au scotch
le trombone ne colle pas à l'aimant - 24.7 ko
le trombone ne colle pas à l'aimant

Le contact n'est pas nécessaire avec l'aimant (c'est une action à distance).Mettre un trombone au bout d'une ficelle et l'attirer avec un aimant comme ci-dessous.

trombone attiré à distance par un aimant - 6.5 ko
trombone attiré à distance par un aimant

Classer " ce qui est attiré, ce qui ne l'est pas". Le classement se fait d'abord par objets.

objets non attirés par un aimant - 14.3 ko
objets non attirés par un aimant
objets attirés par un aimant - 11.9 ko
objets attirés par un aimant

situation 2

Matériel :

-  un aimant
-  deux objets ayant la même fonction, mais constitués de matériaux différents ( ex règle en bois et règle en fer)
Prendre plusieurs exemples de ce type.

Déroulement :
Faire le passage de l'objet aux matériaux qui le composent.
L'aimant attire le fer.

IV - Expérimentation

Expérience 1

Matériel :

-  aimants
-  des objets constitués de métaux différents ( boule en papier aluminium, fil de plomb, de fer, de cuivre, attache parisienne ( en grattant le revêtement on retrouve le fer), couvercle métallique, casserole en aluminium, boîte de conserve, …..

Déroulement :
Prévoir s'il y aura attraction ou non pour chaque objet,
Vérifier les hypothèses
Conclure sur la présence ou non de fer dans ces objets métalliques
Introduire le nom d'autres métaux : aluminium, cuivre.
Conclure que seul le fer est attiré par un aimant (On ne parle pas de cobalt et de nickel)

Expérience 2

Matériel

-  Aimants tous identiques (de la même « force »)
-  Des trombones
-  Différentes substances d'épaisseurs variables

Déroulement :
L'attraction se fait à travers toutes les substances ( main, le papier, une planche de bois, un couvercle contenant du fer, un morceau de carton) à condition de rester en dessous d'une certaine épaisseur (qui dépend de la force de l'aimant et de la nature de la substance).

Expérience 3

Matériel

-  Aimants de différentes « forces » mais assez puissants
-  Des trombones
-  Feuilles à petits carreaux

Déroulement :
Demander aux élèves de trouver une méthode pour ranger les aimants selon leur « force »
Ils peuvent proposer la distance minimale d'approche sans qu'il y ait attraction (que l'on mesurera en carreaux, la plus distance correspondant à l'aimant le plus "fort")

rangement de trois aimants selon leur force - 12.6 ko
rangement de trois aimants selon leur force

ou le nombre de trombones en chaîne que l'aimant peut attirer (plus la chaine est longue, plus l'aimant est "fort").

V- synthèse et prolongements

Fabrication raisonnée du jeu choisi

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