Page d'accueil | Page précédente

Sommaire / Proposition de séquences / Cycle 3 / La matière : l'eau, l'air, les mélanges, les déchets







L'AIR
Montrons que l'air est pesant

lundi 14 juin 2010


DANS LA MEME RUBRIQUE :
Documentation : l'eau, une ressource vitale 
L'alimentation des rivières en CM 
Les mélanges liquide-liquide à partir de la vinaigrette
Mélanges de solides dans l'eau 
Pourquoi et comment recycler du papier au cycle 3 ? Démarche d'investigation technologique


A. Motivations :



La maîtrise de la langue : compte rendu écrit.
Démarche scientifique avec séparation de variables

B. Objectifs :



Sciences :

-  la matérialité de l'air

-  un récipient rempli d'air est plus lourd que le même récipient vide d'air

C. Plan de séquence :

Durée estimée : 3 séances de 45min hors situation de départ.

Situation de départ A propos de jeux collectifs en EPS , une discussion s'engage sur les ressentis des élèves concernant l'utilisation de ballons gonflés et dégonflés.
Problème scientifique Représentations Emergence de problème : Une récipient rempli d'air est-il plus lourd que lorsqu'il est vide ? Recueil des représentations.
Recherche expérimentale Pesées de divers objets vides et pleins d'air proposés par les élèves : bouteilles plastiques écrasées ou non, ballons de baudruche gonflés ou non .....
Mise en commun impossibilité de conclure car différents paramètres sont en jeux (masse, volume ...)
Nouvelle recherche expérimentale Pesées d' objets vides et pleins d'air dont le volume ne change pas : bouteilles en verre, bocaux en plastique rigide
Synthèse et prolongement Structuration du savoir. Traces écrites

D. Mise en œuvre :

I. Situation de départ :

Au cours d'une séance de jeux collectifs en EPS , l'enseignant donne un ballon gonflé puis dégonflé aux élèves.Après la séance, une discussion s'engage. Il est plus facile de jouer avec un ballon plutôt que l'autre. Pourquoi de telles différences ?
Réponses attendues : " Ils sont plus ou moins gonflés "
"Ils sont plus ou moins lourds"

II - Problème, représentations :

-  L'air est-il pesant ?

-  Comment peut-on le vérifier ?

Les représentations des enfants doivent être prises individuellement pour que chaque enfant fasse le point sur ses idées, et les fixe par écrit.

Les élèves de cycle 3 pensent souvent que l'air n'est pas pesant et parfois qu'un ballon gonflé sera plus léger qu'un ballon non gonflé car il s'"envole" plus facilement
On entend parfois : "l'air est léger" et " plus il y a d'air, plus c'est léger"


La mise en commun et une première discussion de ces idées (différences, questions restées sans réponse), font alors apparaître le besoin de faire des pesées avec des balances

III - Recherche expérimentale :

-  Matériel : balances de type Roberval, ballons de baudruche, bouteilles plastique d'eau, pâte à modeler pour faire éventuellement contrepoids.

matériel proposé - 21.1 ko
matériel proposé

-  Pesées dans les différents groupes : chaque groupe est libre de choisir son matériel et son protocole expérimental

comparaison des poids de ballons de baudruche plein et vide d'air - 19.5 ko

IV-Mise en commun :

Les différentes pesées réalisées ne permettent pas de conclure quant à la masse de l'air.
Les enfants sont amenés à se poser de nouvelles questions :

-  Peut-on vraiment faire ces peseés ?

-  Fait-on varier dans nos pesées un seul facteur à la fois ? dans les pesées proposées les enfants font souvent varier à la fois la masse et le volume de l'objet contenant l'air.

L'air est partout. Même sur la balance. Nous devons prendre un seul récipient qui ne changera pas de forme, qu'il soit vide ou rempli d'air.

Voir fiches connaissances sur l'air des anciens programmes 2002
fiche connaissance AIR 2002 - 981 ko
fiche connaissance AIR 2002
(Word, 981 ko)

IV - Nouvelle recherche expérimentale :

-  Matériel : Une balance de Roberval, une bouteille en verre de 75cL ou mieux 1L. Un "vaccuum" (système pour vider l'air des bouteilles, semoule ou pâte à modeler pour jouer le rôle de la tare)

Rq : il est également possible de peser un ballon rigide (football, volley ...)gonflé puis dégonflé en veillant à ne pas modifier son volume.

matériel proposé - 24.8 ko
matériel proposé

-  Un élève vide la bouteille
-  L'enseignant avec l'aide des élèves réalise la pesée de la bouteille vide d'air

pesée bouteille vide - 9.7 ko

gros plan - 12.3 ko

-  L'enseignant fait entrer de l'air dans la bouteille et réalise une nouvelle pesée, bouteille pleine

pesée bouteille pleine - 10.1 ko

Observation : La bouteille pleine d'air est plus lourde que la bouteille vide d'air
On peut donc conclure :

-  L'air est pesant

V - Synthèse et prolongement :

La structuration de l'ensemble des connaissances acquises est indispensable. Elle peut se faire par la reprise du questionnement de départ et la reconstitution progressive des différents points. En complément du travail à l'oral, des réponses à des questions par écrit seront sans doute nécessaires, au moins pour certaines parties.

On pourra en prolongement montrer qu'une masse d'air chaud occupe plus de place que la même masse d'air froid donc que l'air chaud est moins dense que l'air froid et poursuivre avec le principe de fonctionnement des Montgolfières.