Les machines simples Comment monter des objets en haut de la

Les machines simples
Comment monter des objets en haut de la tour en forçant le moins possible?
2e année
Proposition d’activités
1. Construction d’une tour (2 heures)
Construire la plus haute tour possible et capable de supporter 50g avec une quantité limitée de
matériel.
2. Semaine 2 Le plan incliné (1 heure)
Déterminer la force qu’il faut pour soulever un objet selon l’angle sur le plan incliné.
3. Semaine 3 Le levier (1 heure)
À partir d’une règle et d’un point d’appui, explorer les avantages de l’utilisation d’un levier en
utilisant différentes masses.
4. Semaine 4 La poulie (1,5 heure)
Étudier les avantages mécaniques de l’utilisation de poulies.
Nom : ____________________________
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1. Construction d’une tour
Problème
Avec des ciseaux, de la colle en bâton et les
matériaux disponibles, vous devez construire la
plus haute tour possible. Cette tour doit être
capable de supporter 50g.
Matériaux disponibles (par équipe de quatre)
• 15 bâtons à café;
• 10 pailles;
• 12 feuilles de récupération (81/2 X 11);
• 4 feuilles de papier construction;
• 2 feuilles de carton rigide.
Nom : _____________________
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2. Le plan incliné
Comment monter un objet sur une tour en
forçant le moins possible?
À l’aide d’un dynamomètre, trouve la force qu’il faut exercer pour soulever Dahlia, Pierre et
Basile jusqu’en haut de la tour. Dans quelle situation est-ce le moins forçant?
Dahlia
l’hippopotame
(500g)
Plan incliné de 90o
Plan incliné de 40o
Plan incliné de 20o
Pierre
le phacochère
(200g)
Basile
le galago
(100g)
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2. Le plan incliné
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4 supports universels avec pince
8 masses de 1000g
5 masses de 500g
5 masses de 200g
5 masses de 100g
5 dynamomètres (0 à 5N)
2 planches de bois 3’
2 planches de bois 6’
Feuilles comprenant tableau de données (# dépend du nombre d’élèves)
Nom : ____________________________
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3. Le levier
Problème
Comment utiliser un levier pour monter des
objets en forçant le moins possible?
Tableau 1 : Effet de la position de la masse à soulever
1
2
3
Masse à soulever
Position de la
masse à
soulever
Position du
point d’appui
Position du
dynamomètre
(100g, 200g ou 500g)
(de 1cm jusqu’à la
position du point
d’appui)
(20cm, 30cm, 40cm
ou 50cm)
(de la position du point
d’appui jusqu’à 99cm)
500g
40 cm
98 cm
500g
500 g
40 cm
40 cm
98 cm
98 cm
Force nécessaire
pour soulever la
masse
(de 0N à 5N)
Tableau 2 : Effet de la position du point d’appui
1
2
3
Masse à soulever
Position de la
masse à
soulever
Position du
point d’appui
Position du
dynamomètre
(100g, 200g ou 500g)
(de 1cm jusqu’à la
position du point
d’appui)
(20cm, 30cm, 40cm
ou 50cm)
(de la position du point
d’appui jusqu’à 99cm)
500g
5 cm
98 cm
500g
500 g
5 cm
5 cm
98 cm
98 cm
Force nécessaire
pour soulever la
masse
(de 0N à 5N)
Tableau 3 : Effet de la position du dynamomètre
1
2
3
Masse à soulever
Position de la
masse à
soulever
Position du
point d’appui
Position du
dynamomètre
(100g, 200g ou 500g)
(de 1cm jusqu’à la
position du point
d’appui)
(20cm, 30cm, 40cm
ou 50cm)
(de la position du point
d’appui jusqu’à 99cm)
500g
5 cm
40 cm
500g
500 g
5 cm
5 cm
40 cm
40 cm
Force nécessaire
pour soulever la
masse
(de 0N à 5N)
Nom : ____________________________
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4. La poulie
Problème
Comment utiliser une ou plusieurs poulie(s) pour
monter des objets en forçant le moins possible?
Schéma du
montage
Masse à
soulever
Nombre de
poulies
Nombre de
Force
brins tirant
sur la masse nécessaire pour
soulever la
masse
1
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (LZW)
sont requis pour visionner cette image.
2
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (LZW)
sont requis pour visionner cette image.
3
4
5
500g
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (LZW)
sont requis pour visionner cette image.
500g
500g
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (LZW)
sont requis pour visionner cette image.
500g
QuickTime™ et un
décompresseur TIFF (LZW)
sont requis pour visionner cette image.
500g
Nom : ____________________
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5. Examen
Le plan incliné
1. Encercle le plan incliné qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
2. Encercle le plan incliné qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
Le levier
3. Encercle le levier qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
4. Encercle le levier qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
5. Encercle le levier qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
La poulie
6. Encercle le système de poulies qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
7. Encercle le système de poulies qui permet de monter les objets en forçant le moins possible.
Autres questions
8. Avec quel instrument mesure-t-on la force?
9. Quelle est l’unité de mesure de la force?
10. Quelle est la meilleure machine simple pour monter les personnages en haut d’une tour en
forçant le moins possible? Pourquoi?