Atelier Fusée à Eau

Atelier Fusée à Eau
Objectifs:
1. Identifier les besoins de strutures d'une fusée
2. Découvrir le principes d'action/réaction et d'aérodynamise
3. Appliquer la démarche scientifique
Niveau:
Cycle 2 ou Cycle 3
Effectif:
1 classe : 25 élèves en
moyenne (+/- 5 élèves)
Lieu:
En salle et à l'extérieur
Durée:
2h30 à 3h
Matériel:
Support d'introduction: Article de presse, magazine, extrait vidéo, photos
Matériel expérimental:
• 1 bouteille de Coca par enfant (informer les instits en amont de la classe, pour récupérer un
nombre suffisant de bouteilles avant la classe)
• 1 lanceur de fusée à eau
• 1 pompe à pied
• 2 sèches cheveux
• une balle de ping-pong
• du papier cartonné ou bristol format A4
• des paires de ciseaux pour enfant
• du scotch
• des Fiches d'expériences vierges (titre, dessins, observations)
• piscolles et batons de colle pour pistocolle
• une chaise sur roulette (On en a?). Des objets qu'on peut jeter sans abimer (de taille et poids
différents)
• Ballons de baudruche
• Ficelle
• baguette de bois
Livret Bilan:
Un livret vierge par groupe, reprennant à chaque page ("Fiche bilan) le titre d'une expérience, ainsi
que le dessin au propre de l'expérience, laissant une place en bas de page pour la conclusion de
l'expérience.
Proposition de déroulement de la séance
A) Introduction en salle: 15 à 20 min
• Les enfants s'installent à leur guise dans la salle de classe.
• L'animateur met à leur disposition le support d'introduction. Cela peut être un extrait
d'article à lire, un jeu d'image, un extrait vidéo.:
-> adapter le support à la tranche d'âge (vidéo ou visuel pour les Cycle 2, texte pour les
Cycle 3)
la conquète spatiale, voyages vers Mars ou la Lune. Les satellites pour la radio, la
télévision, la téléphonie, les GPS, la météo, l'observation et l'étude de la Terre ou de
l'Espace.
• Demander aux enfants de réagir et d'identifier les problèmatiques soulevées par l'envoi de
satellites dans l'espace.
• Orienter la réflexion sur les fusées
B) Proposer la question / défi:
Comment peut on faire voler une fusée vers l'espace?
Les enfants auront a découvrir eux-mêmes s'il est possible de réaliser le défi et surtout les moyens
de le réaliser. Pour celà, ils mèneront eux-même leurs recherche au laboratoire où des expériences
les attendent.
Faire le tour des différentes expériences mises en place en présenant le "déroulement" ou le
"fonctionnement de chaque expérience".
Présenter les fiches d'expériences à remplir.
C) Expérimentation: 30 min à 45min en fonction de l'âge des enfants et de l'organisation
choisie.
1. Répartir les enfants en groupes.
Sur le nombre de groupes:
Autant de groupes que d'expérience -> Tous les enfants font toutes les expériences, les groupes
passent d'une expérience à une autre dans un ordre et dans un temps imposé
Moins de groupes que d'expériences -> Les enfants peuvent choisir, de passer d'une expérience à
une autre (libre) dans l'ordre et dans le temps qu'ils veulent. Le temps passé sur une expérienc peut
être laissé libre, les enfants allant sur une expérience non occupée par un autre groupe.
Plus de groupes que d'expérience -> difficile à gérer.
Sur l'effectif des groupes:
Plus l'effectif au sein d'un groupe est élevé plus la répartition des tâches entre enfants est difficile
pour eux, plus les conflits naissent. Un maximum de 4 à 5 enfants semble être la limite.
Sur le temps:
En fonction de l'âge, du niveau, du groupe, des individus... mais aussi de l'effectif (nombre de
groupe vs nombre d'expériences) le temps imparti à l'expérimentation peu varier de façon
importante.
2. Distribuer les planchettes/crayon/fiches d'expérience
3. Expliquer l'ordre de passage d'une expérience à une autre
4. Expériences en autonomie
On peut faire le choix que tous les groupes ne fassent pas toutes les expériences. Mais il faut qu'au
moins 2 groupes différents réalisent chaque expérience (en cas d'erreur ou d'interprétations
différentes)
Un temps minimum de 10 à 15 min par expérience semble nécessaire afin de donner le temps aux
enfants de réaliser l'expérience, même la réitérer, et de remplir la fiche de synthèse (dessin,
observation).
L'animateur peut utiliser la cloche, pour signifier le passage d'une expérience à une autre (mais
aussi, le moment de rempir la fiche d'expérience "premier son de cloche", avant de changer
d'expérience "second son de cloche")
D)Synthèse en commun : au minium 20 min
Réunion les enfants en salle de classe, assis par groupes. Choisir l'une des expériences. Un groupe
décrit l'expérience, leurs observations et leur déduction. La parole est ensuite donnée aux autres
groupes pour confronter leurs observations et résultats à ceux du groupe précédent. L'animateur
synthétise l'observation et le résultat de cette première expérience au tableau. Un secrétaire par
groupe complète la fiche bilan de l'expérience. Procéder ensuite de la sorte avec les autres
expériences. Changer de secrétaire charger de remplir la fiche bilan pour chaque expérience
E) Conclusion : Fabrication de sa fusée... 1h
F) Lancement
Idéalement il faudrait pouvoir procéder au lancement à un autre moment de la semaine, afin de
laisser sécher les fusées, voire de réparer ce qui n'a pas tenu. Mais surtout d'avoir le temps de
procéder au lancement de chaque bouteille en prenant le temps et en analysant les vols (plus ou
moins d'eau, plus ou moins de pression, forme du fuselage, nombre d'ailerons)
Présentation des expériences
a) La poussée de l'air
1) Placer une balle de ping-pong dans le flux d'air d'un sèche cheveur orienté vers le haut. Que se
passe-t-il? Changer la vitesse du sèche cheveux.
-> Le flux d'air pousse la bal vers le haut et empèche la balle de tomber. Plus le souffle d'air va
vite, plus la balle est repoussée.
b) Le poids de l'air
2) : Fabriquer une balance de type Roberval avec un ceintre et 2 pinces à linge
Chaque groupe procède à la pesée comparative d'un balon de baudruche vide et d'un ballon de
baudruche gonflé et noué. Qu'observe-t-on?
-> Le ballon de baudruche gonflé pèse plus lourd
c) Action réaction
3) Un enfant s'assoie sur une chaise à roulette et un sol roulant. Sur ses genoux, des objets de tailles
et de poids différents (ou les autres enfants du groupe les lui passent au fur et à mesure). L'enfant
jette à 2 mains un objet objet devant lui? Que se passe-t-il?
-> la chaise se déplace dans la direction opposée au lancement de l'objet
4) Changer d'enfant, garder le même objet à lancer mais comparer ce qu'il se passe quand l'enfant
assis sur la chaise est: plus grand, plus petit, plus léger, plus lourd. Quelle est la différence?
-> plus l'enfant est léger, plus la chaise va loin.
5) Jeter à 2 mains différents objets de poids croissant pour un seul et même enfant asssis sur la
chaise. Qu'observe-t-on?
-> plus l'objet et lourd et plus la chaise recule
6) L'enfant assis sur la chaise jette à 2 mains un objet, la première fois avec peu de force (pas loin),
la seconde fois avec beaucoup de force (essaye de le lancer loin)
-> plus la vitesse à laquelle l'objet est jeté est importante plus la chaise recule
Attention à la sécurité: des objets lancés qui ne cassent pas, et qui ne risque pas de casser (le
carrelage, les vitres...) Choisir le bon lieu où placer la chaise mais aussi la direction du lancé des
objets. Baliser une zone d'exclusion dans laquelle sont lancés les objets et où personne ne peut
entrer tant qu'il y a quelqu'un sur la chaise
d) Aérodynamie
7)Des avions en papiers ou des flechettes (fabriquées avec des éléments naturels) sont a
envoyer/faire voler. Seul le modèle des avions/fléchette diffère de par la taille et la forme de leurs
ailes/plumes/empennage.
-> la taille et la forme des ailes/empennage à un impact sur la travectoire du vol
-> La température relevée sur la plaque métallique et plus élevée que sur la plaque de
liège/polystyrène. Certain matériaux chauffent plus au soleil que d'autre.
8) 2 bouteilles vides sont suspendu à l'horizontale, l'une est telle quelle, l'autre possède une "pointe"
fuselée en forme de cône réalisé en papier.
Souffle de l'air avec
le sèche cheveux
Comparer le déplacement de l'une et l'autre bouteille quand le sèche cheveux souffle à la même
puissance, sur le fond plat de la bouteille ou sur le fuselage en pointe.
-> la poussée de l'air repousse moins la bouteille ayant un fuselage en pointe