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CONSIGNES DE SÉCURITÉ
CONCERNANT LES AIMANTS
L’adulte responsable doit lire soigneusement les précautions
d’emploi avec les enfants, et les conserver pour s’y référer par la
suite.
1. Tenir hors de portée des jeunes enfants.
Les aimants ne sont pas faits pour les touts-petits,
particulièrement de moins de huit ans. Les jeunes enfants ne
doivent pas être autorisés à manipuler les aimants.
2. Rangez tous les aimants après emploi.
Ne pas laisser les aimants hors de la boîte lorsque les
expériences sont finies.
3. Tenir les aimants à distance des appareils électroniques.
Ne les mettez pas à proximité d’appareils électroniques
ou d’ordinateurs. Ces appareils sont sensibles aux champs
magnétiques et risquent d’être endommagés par la proximité
des aimants.
4. Éloignez les jeunes enfants de la zone des expériences.
De même, tenir hors de portée des animaux.
5. Passez en revue les expériences avant de les réaliser.
Les aptitudes des enfants, même au sein du même groupe
d’âge, peuvent varier et seul l’adulte responsable est apte à
décider des expériences appropriées. Les instructions doivent
permettre au superviseur de décider de la pertinence de
chaque expérience pour chaque enfant.
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EXPÉRIENCES
AIMANTÉES
Bienvenue au labo des
Expériences aimantées !
Les aimants sont des objets exerçant une attraction sur certains
métaux, plus particulièrement sur le fer et l’acier. La force qu’ils
produisent est appelée magnétisme. Regarde chez toi, tu
trouveras certainement des aimants, probablement collés sur le
réfrigérateur.
À l’intérieur de l’aimant, les charges électriques des atomes sont
orientées dans la même direction, ce qui fait qu’aux extrémités
(appelées les pôles Nord et Sud) se concentrent les charges,
positive et négative. As-tu déjà essayé de rapprocher un objet
métallique de l’aimant ? As-tu déjà essayé de rapprocher deux
aimants l’un de l’autre ?
Tu découvriras tout cela dans ce coffret. Nous te proposons
d’explorer les propriétés des aimants en douze expériences
irrésistibles.
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Expérience n° 1
SPHÈRES SAUTILLANTES
Du coffret :
Le socle
Les boules magnétiques
Instructions :
1. Tu as sept boules
magnétiques, et ton socle
comporte sept trous.
2
2. Tu dois mettre les boules
dans les trous.
3. Cela semble facile, mais
essaye de mettre une
boule en place sans
déplacer les autres.
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4. À chaque étape, tu vas
probablement attirer ou
repousser d’autres boules
magnétiques avec celle
que tu tiens dans ta main.
Elles vont se retourner,
s’agiter. Tu peux défier
tes amis à qui y arrive le
mieux.
4
Explications
C’est loin d’être aussi simple que cela ne paraît ! C’est
facile avec les premières boules, ensuite, chaque fois que
tu approches une boule du socle, les autres commencent
à bouger. Tu risques même de les faire se coller les unes aux
autres !
Cette expérience te prouve que les aimants exercent deux
influences contraires les uns sur les autres. D’après les pôles
qui se rencontrent, ils s’attireront ou se repousseront. Les
pôles opposés (S-N) s’attirent, les pôles semblables (N-N,
S-S) se repoussent.
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Expérience n° 2
CHAINE SERPENTANT
Du coffret :
Les boules magnétiques
L’aimant en fer à cheval
La barre-aimant
Il te faut :
Des trombones formant une
longue chaîne
Instructions :
1. Prends une boule
magnétique dans ta
main, essaye de soulever
d’autres boules. Essaye
plusieurs fois, vérifie
combien de boules tu
peux soulever de cette
manière.
2
2. Essaye à nouveau de
soulever autant de
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boules que possible, à
l’aide de l’aimant en
fer à cheval ou de la
barre-aimant.
3
3. Recommence
l’expérience à l’aide de
l’aimant en fer à cheval
ou de la barre-aimant
en soulevant, cette
fois-ci, une chaîne de
trombones.
Explications
Le nombre de boules ou la longueur de la chaîne de
trombones que tu peux soulever dépend de la puissance
de l’aimant.
Les boules contiennent un aimant, qui leur permet
de s’attirer les unes les autres. Mais comment font les
trombones ? Chaque trombone en contact avec l’aimant
devient en fait lui-même momentanément un aimant,
l’attraction magnétique le traverse et lui permet d’attirer
d’autres objets métalliques.
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Expérience n° 3
SCULPTURE MAGNETIQUE
Du coffret :
La plaque aimantée
Il te faut :
Des trombones (beaucoup !)
Instructions :
1. Dépose quelques
trombones sur la plaque
aimantée. Renverse la
plaque, que se passe-t-il ?
2
2. Les trombones restent
collés à la plaque, ils ne
tombent pas !
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3. Prends dans ta main
une grosse poignée de
trombones et jette-les sur
la plaque.
4
4. Change la forme de
l’amas de trombones,
pour former tes propres
sculptures !
Explications
Nous avons vu à l’expérience précédente que les aimants
attirent les trombones. Si tu retournes la plaque, tu verras
qu’un gros aimant est encastré dedans. C’est pour cela
que les trombones s’y attachent.
Quelle est la hauteur de ta sculpture à base de
trombones ? Tu remarqueras que certains trombones ne
touchent pas du tout la plaque, comment se fait-il qu’ils
soient quand même « collés » ? Tu as vu à l’expérience
précédente que les trombones en contact avec un aimant
deviennent également magnétiques, donc chaque
couche de trombones retient la suivante.
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Expérience n° 4
TROMBONE VOLANT
Du coffret :
L’aimant en fer à cheval
Du fil
Il te faut :
Un trombone
Du papier adhésif
Instructions :
1. Attache le fil au
trombone, colle l’autre
extrémité du fil à la table.
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2. Prends le trombone
dans ta main et élève-le
au-dessus de la table,
jusqu’à ce que le fil soit
droit mais pas trop tendu.
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3. Avec la deuxième
main, amène l’aimant
en fer à cheval
au-dessus du trombone,
sans le toucher. Lâche
le trombone, que se
passe-t-il ?
3
4. Déplace l’aimant en fer
à cheval vers la droite
ou la gauche, l’avant
ou l’arrière, pour faire
« planer » ton trombone.
Explications
Nous avons vu à l’activité précédente que les aimants
attirent les objets métalliques. Ici, tu peux constater que
la force magnétique agit même sans contact direct. En
maintenant l’aimant juste au-dessus du trombone, tu peux
le suspendre en l’air et le faire voler !
Le champ magnétique n’est pas visible, mais tu peux
détecter sa présence et son influence. Si tu éloignes trop
l’aimant du trombone, ce dernier retombera sur la table.
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Expérience n° 5
ATTIRANT TROMBONE
Du coffret :
Barre-aimant
Il te faut :
Des trombones
Instructions :
1. Éparpille quelques
trombones sur la table.
2
2. Prends dans ta main
un des trombones et
essaye d’attirer les
autres en le promenant
au-dessus. Peux-tu attirer
un autre trombone ?
Probablement pas.
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3. Prends ce même
trombone et passe-le sur
la barre aimantée dans
une même direction, au
moins 30 fois.
3
4. Essaye maintenant de
t’en servir comme un
aimant. Ça marche !
Explications
En le frottant contre la barre aimantée, tu as magnétisé
ton trombone. Les molécules du métal du trombone
sont comme de minuscules aimants, mais comme elles
agissent dans différentes directions et que leurs actions
se neutralisent mutuellement, le trombone à l’état naturel
n’est pas aimanté. Une fois que tu l’as soumis à un champ
magnétique, ces particules se réorientent toutes dans la
même direction, ce qui leur permet de produire un champ
magnétique temporaire
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Expérience n° 6
DEBOUSSOLANT
Du coffret :
La barre-aimant
La flèche en mousse
La boîte
Il te faut :
De l’eau
Un trombone
Du papier adhésif
Une boussole
Instructions :
1. Remplis la boîte avec de
l’eau.
2
2. Prends un trombone dans
ta main et passe-le sur
la barre aimantée dans
une même direction, au
moins 30 fois.
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3. Attache le trombone
magnétisé sur la flèche
en mousse et pose la
flèche délicatement sur
l’eau.
3
4. Que se passe-t-il ? Quelle
direction penses-tu que
le trombone indique ?
Vérifie à l’aide d’une
boussole.
Explications
Ton trombone aimanté cherche à s’orienter Nord-Sud.
La Terre est comme un aimant gigantesque. À proximité
du pôle Nord, se trouve son pôle magnétique. Tout aimant
libre de pivoter s’oriente toujours vers le pôle Nord.
Ton trombone, après avoir été frotté contre l’aimant,
est devenu temporairement un aimant. Aussitôt qu’il est
collé sur la flèche en mousse et que celle-ci peut tourner
librement sur l’eau, il se déplace lentement jusqu’à trouver
l’orientation Nord-Sud.
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Expérience n° 7
LE PENDULE
Du coffret :
Le socle de la station
Le mât
La plaque supérieure de la station
Les aimants en forme de disque
La baguette magnétique
Instructions :
1. Monte le socle, le mât et
la plaque supérieure de
la station.
2. Place un aimant en
forme de disque sur la
plaque supérieure.
1
3. Pose trois aimants en
forme de disque dans les
trous du socle.
4. Approche la baguette
magnétique de la plaque
supérieure, par-dessous,
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jusqu’à ce qu’elle s’y
colle, sous l’aimant.
5. Donne-lui une petite
poussée et observe
comment elle se
déplace.
5
6. Mets les aimants en
forme de disque dans
d’autres trous du socle
et observe si la baguette
réagit différemment.
Explications
La baguette magnétique suspendue se déplace
au-dessus du socle, en un mouvement aléatoire, avec
des soubresauts. Ceci est dû aux différents champs
magnétiques des aimants en forme de disque.
L’aimant sur la plaque supérieure attire une des extrémités
de la baguette, et les aimants en forme de disque dans
le socle attirent ou repoussent l’autre extrémité, ce qui
cause les mouvements. En fonction du pôle, positif ou
négatif, que les aimants en forme de disque présentent à
la baguette, ils l’attirent ou la repoussent.
Sans les déplacer, retourne les aimants en forme de
disque dans les trous, pour observer la modification de leur
influence sur la baguette.
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Expérience n° 8
ART MAGNÉTIQUE
Du coffret :
La station
La boîte remplie de limaille
de fer magnétisée
Instructions :
1. Secoue légèrement
la boîte pour étaler la
limaille de fer de manière
uniforme.
2. Place la boîte sur le socle
de la station que tu as
montée à l’expérience
n°7.
1
3. Place un aimant en
plaque supérieure de
la station, suspends la
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baguette magnétique
sous la plaque, comme à
l’expérience n°7.
4. Donne une légère
poussée à la baguette
pour la faire osciller.
5. Observe la limaille de fer
dans la boîte, tu peux
créer toutes sortes de
dessins à l’aide de la
baguette.
Explications
L’extrémité de la baguette est magnétisée, elle agit donc
sur la limaille de fer qui se déplace pour la suivre. Lorsque
la baguette s’éloigne, la limaille de fer retombe, pour être
attirée à nouveau vers le haut au passage suivant de la
baguette au-dessus d’elle. De cette manière, tu peux créer
des dessins intéressants ou juste t’amuser à observer les
mouvements de la poudre.
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Expérience n° 9
BAGUETTE OSCILLANTE
Du coffret :
La station
Les aimants en forme de
disque
Instructions :
1. Place trois aimants en
plaque supérieure de la
station.
3
2. Place la baguette
magnétique à la verticale
sur le socle puis lâche la.
3. La baguette va-t-elle
tomber, ou réussit-elle à
rester debout, ou même
à tourner sur le socle ?
C’est possible ?
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4
4. Retourne un par un tes
aimants en forme de
disque pour arriver à un
autre résultat.
5. Essaye l’inverse : retourne
la baguette sans toucher
les aimants.
Explications
Tu dois être capable d’obtenir les deux résultats : la
baguette magnétique tombant du socle, ou restant droite.
Cela dépend du pôle des aimants que tu lui présentes,
c’est pour cela que tu dois les tourner et retourner et
observer ce qui se passe.
Lorsque le pôle des trois disques est l’inverse de celui
de l’extrémité de la baguette, celle-ci reste droite.
Inversement, si les pôles sont identiques, les disques
repoussent la baguette et elle tombera.
Même sans contact physique entre la baguette et la
plaque supérieure, le champ magnétique est assez
puissant pour attirer la baguette vers le haut. Il peut aussi la
faire tourner sur le socle !
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Expérience n° 10
LA LEVITATION
Du coffret :
L’arène de lévitation
Paroi de l’arène
Baguette magnétique
Instructions :
1. Monte la paroi autour de
l’arène de lévitation.
2. Fais pivoter la paroi pour
aligner un de ses trous
avec le creux de l’arène.
2
3. Place la baguette
magnétique dans le
creux de l’arène et
enfonce une de ses
extrémités dans le trou.
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4. Lâche la baguette
magnétique et observe
ce qui se passe.
5
5. Elle flotte au-dessus de
l’arène ! Si nécessaire,
ajuste l’angle de la paroi.
6. Donne une légère
poussée à la baguette
pour la faire tourner et
observe-la.
Explications
La baguette magnétique flotte au-dessus de l’arène car
l’aimant à l’intérieur crée un champ magnétique qui la
repousse. La paroi sert à maintenir la baguette en place et
à l’empêcher de s’échapper du champ magnétique.
Encore une activité te démontrant que les pôles opposés
des aimants s’attirent.
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Expérience n° 11
SENTIER MAGNÉTIQUE
Du coffret :
Le circuit en plastique
La carte en carton
Le socle pour cartes
La barre en plastique
Les aimants en forme de
disque
Il te faut :
Du papier adhésif
Instructions :
1. Colle un aimant en
forme de disque à une
des extrémités de la
barre, et un autre sous le
socle pour cartes. Vérifie
que les deux aimants
s’attirent, sinon il te
faudra en retourner un
des deux.
1
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2. Introduis la carte dans le
socle pour cartes.
3. Étale le circuit en
plastique. Place la carte
en carton dessus, au
départ.
3
4. Tiens la barre sous le
circuit, en la déplaçant
tu déplaceras l’image.
Guide-la le long du
circuit !
Explications
Le disque magnétique de la barre attire l’autre aimant,
lequel se déplacera pour le suivre.
Cette activité te montre que le champ magnétique
peut traverser certains matériaux, le circuit en papier, par
exemple. C’est la raison pour laquelle on peut coller des
notes en papier sur le réfrigérateur à l’aide d’aimants.
Certains sacs se ferment à l’aide de deux aimants, on peut
ainsi les ouvrir et les fermer rapidement.
Cette activité te montre que le champ magnétique Tu
peux aussi proposer à un ami d’essayer, pour voir qui est le
plus rapide !
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Expérience n° 12
COURSE D’AIMANTS
Du coffret :
Le circuit de course en
plastique
Deux boules magnétiques
Deux aimants en fer à cheval
START
Instructions :
1. Étale le circuit de course
en plastique sur la table.
2. Place les boules
magnétiques au départ.
3. Il faut être deux pour
jouer : toi et un ami
prenez chacun un aimant
en fer à cheval.
2
START
4. Vous devez tenir vos
aimants en fer à cheval
au-dessus des boules et
les tirer le long du circuit.
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5. Le joueur dont la boule
touche l’aimant en fer
à cheval doit revenir au
départ et recommencer.
4
6. Le premier à atteindre
START
l’arrivée
a gagné.
Explications
Tu as beaucoup appris sur les aimants dans les expériences
précédentes, il était temps de s’amuser un peu ! Qui a
gagné ?
La difficulté de ce jeu est de ne pas laisser l’aimant en fer
à cheval toucher la boule. D’un autre côté, si tu tiens le
fer à cheval trop loin de la boule, il ne l’attire plus. Tu dois
constamment veiller à garder la bonne distance entre les
deux objets.
Tu peux aussi essayer avec la barre-aimant à la place du
fer à cheval, voir s’il y a une différence. Vous pouvez aussi
jouer à plusieurs, ce sera encore plus drôle !
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NOTES
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