Quel est le plus lourd ?

C’est en voulant accueillir des élèves de CM2 dans notre collège, qu’avec mon collègue Franck, on s’est demandé ce que l’on pouvait leur proposer.
Il a eu l’idée de partir des sensations : la vue, le toucher, le goût, l’ouïe, l’odorat.

Voici un exemple de ce que je réalise en classe de 6e. Je propose d’autres manipulations possibles à la fin de cet article et des prolongements pour les autres niveaux. C’est probablement adapté aussi pour le primaire. Á tester et laisser vos commentaires serait apprécié.

Soupesons deux morceaux de métal. Un en aluminium et un autre en fer.

Mesurons les masses avec une balance

Surprise ! Le morceau d’aluminium est le plus lourd !

Explications

Notre peau est plus sensible à la pression. Comme le fer est plus dense. Le cerveau “croit” que le morceau de fer est plus lourd.

Á quoi ça sert ?

  • Á montrer que nos sensations sont parfois faillibles.
  • Á montrer qu’il faut utiliser un instrument pour avoir des mesures fiables.
  • Á choisir un instrument de mesures.
  • Á apprendre à utiliser une balance.
  • Á discuter de la masse volumique.
  • Á parler de ce que perçoit la peau comme informations.

Matériels nécessaires

Les barres se trouvent dans tous les magasins de bricolage

  • une barre de fer à découper en morceau. Section carré (12x12mm). Longueur des morceaux : 35 mm (environ)
  • une barre d’aluminium à découper en morceau. Section carré (16x16mm). Longueur des morceaux : 85 mm (environ)

Réglages et précautions

  • La difficulté, si cela en est une, réside dans le découpage. Y a toujours un ami qui a les bons outils ;-).
  • Biseauter les angles des morceaux pour éviter qu’ils soient coupants.
  • Les mesures correspondent à ce que j’ai réalisé avec ce que j’avais. Bien sur, il est possible de choisir des tailles différentes. Seulement, il faut que la sensation de lourdeur pour le fer soit perceptible. Á vous de tester !

Combien ça coute ?

Quelques euros pour chaque barre. L’aluminium est un peu plus cher. Encore une fois, pourquoi s’en priver. Pas besoin de kit de masse volumique hors de prix. 😉

Exploitations possibles avec les élèves

Je commence mes cours avec les élèves de 6e avec cette expérience. Ils sont tous très étonnés et comprennent qu’utiliser un instrument adapté est nécessaire. J’aborde l’utilisation de la balance et la rigueur de son utilisation (à plat, objet au centre,…) ainsi que l’unité de la masse.

On peut pour compléter cette nécessité de la mesure par un instrument :

  • proposer une illusion d’optique avec des traits qui apparaissent de longueur différentes mais qui bien sur avec la règle s’avère de même longueur.
  • proposer de toucher le carrelage de la paillasse et le cahier de cours. Le carrelage semble plus froid mais les deux ont la même température. Une thermomètre à infrarouge le prouvera. (L’effusivité du carrelage est bien supérieure à celle du bois)

Pour les autres niveaux :

  • Mesurer le volume d’un morceau avec une éprouvette
  • Calculer le volume avec la formule mathématique
  • Faire les deux phases précédentes
  • En 3e, les élèves recherchent la masse volumique puis doivent choisir le matériau adapté…

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