Objet technique : La voiture à air propulsé

Je me dégonfle et j’avance qui suis je ? 

Cet objet technique est une voiture avançant sans poussée humaine. Et oui ! Elle avance seulement grâce à l’air ! Celui-ci contenu dans le ballon est expulsé et permet ainsi à la voiture d’avancer. 

En ce qui concerne le matériel, nous avons pris soin d’utiliser des matériaux recyclables (pailles en cartons, cartons, bouchons…), la notion de développement durable ayant été soulignée dans les modifications des programmes du 30 Juillet 2020.

 

A vous de trouver les matériaux qui vous paraissent les plus adaptés !

Voici un exemple :

Voici un exemple de construction (ce n’est pas la seule possibilité, vous pouvez trouver d’autres méthodes et d’autres matériaux !). Nous estimons le temps de construction de ce modèle à 25 minutes.


Mais alors comment ça marche

Cette voiture fonctionne grâce à l’air propulsé. Pour faire un petit point notionnel, c’est la 3ème loi de Newton qui lui permet d’avancer :

 

La loi de l’action-réaction : Lorsqu’un corps A exerce une force sur un corps B, le corps B exercera une force sur le corps A de même grandeur, mais dans le sens opposé.

 

Ainsi, une fois le ballon gonflé et l’air comprimé à l’intérieur, le latex est tendu. Une pression va se créer : plus le ballon sera gonflé, plus la pression de l’air dans le ballon sera grande et plus l’air expulsé fera avancer la voiture. Sous pression, le ballon va alors expulser l’air et retrouver sa forme initiale. C’est ainsi la propulsion de l’air contenu sur qui va permettre de faire avancer la voiture.

Pour les curieux, voici un schéma des forces en jeu :

 

Et si on appliquait ce projet en classe

Ce projet peut se mettre en place avec une classe de cycle 3, et plus particulièrement de CM1. Il aborde de nombreux points des programmes. Les élèves sont amenés à développer des compétences telles que :

  • Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques avec des formulations de questions, d’hypothèses et des interprétations.
  • Concevoir un objet et comprendre son fonctionnement. Pour cela ils s’approprient des méthodes et des outils (domaine 2 du S4C). Cela pourrait être l’occasion d’aborder de nouveaux outils à travers la création d’une vidéo retraçant la fabrication de l’objet technique (pour information, la vidéo de ce blog a été réalisée grâce au logiciel Imovie, facile d’utilisation pour tous !).
  • Pratiquer différents langages (domaine 1 du S4C). La conception d’un objet technique permet de travailler en groupe, d’apprendre à argumenter son propos, de faire évoluer ses conceptions à partir des réussites et des “échecs” de l’objet lors des différents tests. L’erreur faisant partie du processus d’apprentissage, l’élève découvre qu’il peut progresser et mettre en pratique de nouvelles notions grâce à ses difficultés.

Lors de ce projet, différentes connaissances sont aussi abordées. Pour arriver à cet objet technique, les élèves vont passer par plusieurs phases. En effet, ils vont commencer par rechercher des idées, ils vont devoir modéliser l’objet puis choisir les matériaux. Ainsi ils vont “concevoir et produire tout ou partie d’un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin” et vont acquérir des connaissances en termes de “Matériaux et objets techniques”. Cet objet technique met en avant différents points scientifiques qui sont “Matière, mouvement, énergie, information”.

Voici un lien amenant à une séquence possible: https://drive.google.com/file/d/1iSUgDZIMA3dkKmgwcns7L3sBxnr34O4y/view?usp=sharing

 

Quelques astuces

  • Pour que la voiture avance droit (ce qui est préférable…), il faut que les essieux soient parallèles. Le parallélisme des roues permet un mouvement rectiligne.
  • Pour que la voiture ne soit pas bloquée dans son élan, une attention particulière doit être portée aux frottements. Les frottements sont des forces s’opposant à l’avancée rectiligne. Ainsi, les roues ne doivent pas toucher le châssis car cela entraînerait une perte de vitesse et d’énergie. La propulsion serait alors mise à mal par cette force de frottement.
  • Veiller à ne pas plier la paille en la fixant au châssis car l’air doit pouvoir passer
  • Choisir des matériaux légers pour faciliter l’avancée de la voiture.
  • Faire attention à la paille qui peut se coincer dans les roues ou dans la colle. Si vous rencontrez ce problème, vous pouvez mettre une perle.
  • Pour percer les bouchons, utiliser une perceuse si possible. Nous n’en avions pas à notre disposition lors de la prise de vue mais nous le conseillons !

 

BERCON Lucie, DE DEYN Marine, RAYER Tiphaine

marine.dedeyn

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