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Comment concevoir un radeau pour
qu’il puisse transporter le plus de
poids possible?
Concevez et construisez un radeau pour transporter une
charge.
Lieu : À l’intérieur
Durée : 1 journée
Concepts : Ingénierie; flottabilité
Compétences : Conception; travail de collaboration
Groupes d’âge :
9 à 11 ans
12 à 14 ans
Matière(s) :
Physique
Technologie
Matériel :
• Papier brouillon pour la conception
• Crayons
• Pailles – 5 par groupe
• Bâtonnets en bois – 1 par groupe
• Serviette en papier – 1 par groupe
• Cure-pipes – 3 par groupe
• Assiette en aluminium remplie d’eau pour l’essai
• Ciseaux
• Ficelle
• Papier ciré – 1 morceau par groupe
• Pâte à modeler – 1 petite boule par groupe
• Bouchon de liège – 1 par groupe
• Ruban-cache
Marche à suivre :
Activité individuelle
1. Concevez votre radeau à l’aide de papier brouillon et d’un crayon. Pensez à la manière
d’utiliser les divers matériaux.
2. Construisez votre radeau. L’objectif est de construire un radeau robuste qui peut
accueillir le plus de poids possible.
3. Remplissez votre assiette d’eau.
4. Lorsque vous avez terminé la construction de votre radeau, faites flotter le radeau dans
l’assiette remplie d’eau. Ajoutez graduellement des pièces de monnaie ou de petites
rondelles à votre radeau pour connaître la quantité de poids qu’il peut supporter sans
couler.
Activité de défi en groupe (pour deux participants ou plus)
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Comment concevoir un radeau pour
qu’il puisse transporter le plus de
poids possible?
1. Donnez à chaque groupe du papier brouillon et des crayons pour qu’ils conçoivent leur
radeau (ils peuvent examiner le matériel qui sera fourni).
2. À l’intérieur d’une période désignée (c.-à-d. 30 minutes), chaque équipe doit construire
leur radeau. Rappelez-leur que leur objectif est de construire un radeau robuste qui peut
accueillir le plus de poids possible.
3. Remplissez votre assiette d’eau.
4. Lorsque les groupes ont terminé leur construction, demandez-leur d’apporter leur
radeau et de le faire flotter dans l’assiette remplie d’eau. Ajoutez graduellement des
pièces de monnaie ou de petites rondelles pour savoir quelle quantité de poids leur
radeau peut supporter sans couler.
Qu’est-ce qui se passe?
Deux forces agissent sur votre radeau : la gravité et la force de flottabilité (ou poussée
d’Archimède). La gravité tire le radeau vers le bas et la force de flottabilité pousse le radeau
vers le haut. La gravité dépend de la masse (ou du poids) du radeau. Plus le radeau est lourd,
plus la force de gravité qui s’applique sur celui-ci est importante. La force de flottabilité dépend
de la densité (masse ÷ volume) du radeau. Plus la densité de votre radeau est faible (si sa
masse est répartie sur une plus grande surface), plus l’eau poussera sur le radeau. Les forces
de gravité et de flottabilité doivent être égales ou équilibrées pour que le radeau flotte.
Pourquoi est-ce important?
Les ingénieurs utilisent les principes présentés ci-dessus lorsqu’ils conçoivent des bateaux.
Puisque la gravité tire ces bateaux vers le bas, une grande force de flottabilité est nécessaire
pour les garder à flot. Pour y arriver, on construit des bateaux ayant une densité plus faible que
celle de l’eau. Afin de compenser le poids de la coque en acier, les navires de ligne sont de très
grande dimension (ce qui augmente leur volume) et comprennent de très grandes cavités
remplies d’air (ce qui diminue leur masse). Lorsqu’une cargaison est chargée dans un de ces
navires, il flotte plus bas dans l’eau parce que sa masse et sa densité augmentent. Si un navire
est trop rempli, il peut couler!
En revanche, les ingénieurs conçoivent les sous-marins pour qu’ils coulent. Pour contrôler la
profondeur à laquelle descend un sous-marin, l’équipage contrôle sa densité. Si l’équipage
souhaite faire surface, ils doivent diminuer la densité du sous-marin; pour submerger le sousmarin, ils doivent augmenter sa densité. Ces changements de densité sont obtenus en pompant
de l’eau à l’intérieur d’énormes réservoirs appelés ballasts, qui se trouvent dans le sous-marin,
ou en vidant ceux-ci. Lorsque les ballasts sont remplis d’eau, le sous-marin coule parce que sa
densité a augmenté. Pour ramener un sous-marin à la surface, les ballasts sont remplis d’air, ce
qui chasse l’eau, et le sous-marin flotte!
Allez plus loin!
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Visionnez cette vidéo du Children’s Museum of Houston (Musée pour enfants de
Houston) : Science of Submerging (La science de l’immersion) (Vidéo YouTube, 4:41 m)
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