Fouet mécanique

CM1 Karine Bordas / Frédéric Blaisel
LES OBJETS TECHNIQUES : transmission de mouvements
(avec J.Borne) CM2 Katy Barat / Virginie Vandenbrouke
CE2-CM1 Stéphanie Cujard
ème
séance
6
2h
Comment les engrenages du fouet mécanique et de la perceuse fonctionnent-ils ?
Ou comment transformer un mouvement vertical en mouvement horizontal ?
Déroulement de séance
Oral collectif
Rappel de ce qu’on sait sur les engrenages.
Aujourd’hui, je vous ai apporté des objets. Les reconnaissez-vous ? En
avez-vous déjà vu ?
Regardez, je les fais fonctionner devant vous.
Le premier : l’avez-vous déjà vu dans la cuisine ?
- un fouet, on tourne comme ça
Oui, on vous affiche une illustration, c’est un fouet qui sert à faire la pâte, à battre
les œufs, la crème…Maintenant, on ne tourne plus la manivelle avec la main,
c’est électrique.
Le deuxième objet : regardez comme je le tiens pour le faire fonctionner, à votre
avis , ça sert à quoi ?
- on dirait une perceuse
Oui, c’est une perceuse, pour faire des trous dans les murs.
Dans ces objets, vous allez essayer de reconnaître un principe qu’on a déjà étudié.
Observez bien : je passe près de vous, voyez-vous les engrenages ?
- les grandes roues et les petites roues
- la grande roue avec la manivelle
Oui, pourquoi à votre avis ?
- pour faire tourner plus vite, pour moins se fatiguer
Oui, c’est comme quel objet ? l’essoreuse à salade.
Oui. Maintenant, vous allez observer quelque chose de différent par rapport à l’essoreuse à salade.
Regardez, je fais encore tourner. – ça tourne dans l’autre sens
Peut-être, mais il y a encore autre chose. Regardez, ma main sur la manivelle, elle tourne dans quel plan ? Je
fais le geste en grand devant vous, faites-le aussi avec votre main.
- ça tourne dans le plan vertical
Oui, de haut en bas. Et les fouets ? On reproduit leur mouvement avec la main. Ils tournent dans quel plan ?
- dans le plan horizontal
Oui, le fouet fonctionne dans deux plans différents. Jusqu’à maintenant, on avait toujours travaillé dans le plan
horizontal.
Donc, vous devrez reproduire le mécanisme du fouet mécanique avec le matériel des mallettes : la manivelle
qui tourne dans le plan vertical, et les fouets dans le plan horizontal.
Hypothèses écrites
Pour vous aider dans vos hypothèses, vous aurez une petite
photo des roues dentées du fouet mécanique.
On a deux fouets, on va vous les faire passer dans les groupes
pour que vous puissiez observer.
Vous faites le schéma de votre montage et (ou) vous écrivez
une explication.
Manipulation
Vous testez votre schéma, puis vous modifiez le montage si ce n’est pas ça.
Les montages sont tout d’abord réalisés à plat
Comment votre fouet mécanique va-t-il tenir ?
Est-ce qu’on peut l’utiliser s’il est à plat comme vous le faites ?
Si je prends votre batteur, est-ce que je peux plonger les fouets dans le saladier ?
Regardez-le bien à nouveau.
Les constructions commencent à s’élever :
Mise en commun
Qui a réussi ?
Quelle était la difficulté ?
- il fallait construire en hauteur
La roue de la manivelle est dans un plan vertical, et les roues des fouets sont dans un plan horizontal. Elles sont
dans deux plans perpendiculaires.
Synthèse et trace écrite
Vous validez votre hypothèse : est-ce que ça a marché ou pas ?
On va faire le bon schéma au tableau.
Vous le recopiez sur votre feuille.
On va maintenant formuler les phrases de solution ensemble :
Solution :
Pour que le fouet mécanique fonctionne, il faut que la grande roue verticale (avec la manivelle), soit
perpendiculaire aux deux petites roues horizontales où sont accrochés les deux fouets.
On remarque que la manivelle est placée sur une plus grande roue, et les fouets sur une plus petite, pour les
faire tourner plus vite.
Conclusion générale sur les engrenages
Les engrenages servent à transmettre et à modifier un mouvement de rotation. Ils permettent de :
- réduire l’effort à appliquer
- modifier le sens de rotation
- modifier la vitesse de rotation
Rappel des règles :
- deux roues dentées qui se touchent tournent en sens inverse
- pour que 2 roues tournent dans le même sens, il faut intercaler entre ces 2 roues, une (ou un nombre
impair) de roues.
- une roue plus petite tourne plus vite qu’une grande roue
Le fouet mécanique
Le batteur mécanique