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La consigne. Construire un objet roulant se déplaçant de façon autonome sur un plan horizontal, sur une distance de 3 mètres, comportant un circuit électrique et transportant une masse de 100 grammes. On dessine l’objet que l’on a imaginé et on écrit la liste du matériel dont on aura besoin. .

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Presentation Transcript
la consigne

La consigne

Construire un objet roulant se déplaçant de façon autonome sur un plan horizontal, sur une distance de 3 mètres, comportant un circuit électrique et transportant une masse de 100 grammes.

On dessine l’objet que l’on a imaginé et on écrit la liste du matériel dont on aura besoin.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on construit

On construit…

On construit l’objet roulant à l’aide de boîtes en carton , de baguettes de bois, de roues, de chutes de carton plume, pailles, scotch.

On présente son objet à la classe, on explique les problèmes auxquels on a été confrontés et qu’on n’a pas su résoudre :

- seules certaines roues roulent,

- le véhicule ne roule pas droit,

- les roues sortent des axes

- les roues ne touchent pas terre.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on discute

On discute…

La discussion s’engage entre les élèves. Il en ressort que :

- la hauteur entre le fond de la boîte et le trou par lequel passe un axe doit être inférieure au rayon de la roue,

- que cette hauteur doit être la même pour tous les axes,

- la distance entre l’axe avant et l’avant du véhicule doit être la même que la distance entre l’axe arrière et l’arrière du véhicule,

- les axes doivent être parallèles entre eux et perpendiculaires aux côtés de la boîte.

En conséquence, il aurait fallu :

- mesurer avec la double-décimètre.

- vérifier avec l’équerre.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on rectifie
On rectifie…

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on exp rimente

On expérimente…

1. Révision des notions sur le circuit électrique vues en CM1.

Après une démonstration, chaque élève dessine le schéma du circuit électrique comprenant : 1 pile, 1 moteur, 1interrupteur.

2. Observation/Manipulation :

on observe comment les fils sont reliés de la pile au moteur,

on observe que l’axe tourne,

on observe ce qui se passe quand on inverse les fils d’alimentation.

3. Louis, Houda et Clio exposent à quels moyens les enfants de leurs groupes ont pensé pour transmettre le mouvement de l’axe du moteur aux roues.

On découvre qu’il suffit de transmettre le mouvement à un seul essieu pour ue le véhicule avance. Approche de la notion de roue motrice. Marouen cite l’exemple du vélo.

4. On apprend des mots nouveaux :

essieu – coupleur – roue dentée – engrenage – poulie – gorge – vis sans fin…

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on cherche
On cherche…

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on cherche1
On cherche…

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on cherche2
On cherche…

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on fait des essais

On fait des essais…

Chaque groupe reçoit la même quantité de matériel :

- un moteur, un étrier pour maintenir le moteur,

- une pile, un coupleur de pile, un interrupteur,

- des poulies, des élastiques

- une vis sans fin, des roues dentées de différentes tailles,

On tente de vérifier les schémas définis sur papier. On se heurte à une multitude de problèmes matériels :

- comment fixer le moteur dans la position ?

- comment faire tenir la roue dentée ?

- comment la mettre sur l’essieu sans qu’elle frotte sur le chassis ?

- où mettre le moteur ?

- où mettre la pile ?

- dans quelles positions installer les différents éléments ?

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on tire des conclusions

On tire des conclusions…

Louis prend conscience que son projet est problématique.

Si le moteur entraîne la roue dentée A, celle-ci va entraîner

les deux autres B et C dans des sens inverses !

Louis décide de mettre un seul essieu avec une seule roue dentée.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

on fait aussi appel

On fait aussi appel…

Les difficultés sont nombreuses et l’attention se disperse, les élèves se démobilisent, aucun groupe ne progresse efficacement.

Chaque véhicule bénéficie d’une « assistance technique », dans le respect du projet de chaque groupe. Les problèmes de fixation de certains éléments ont été résolus par l’adulte.

Chaque groupe reprend son véhicule et liste les modifications qui y ont été apportées, puis essaye de comprendre pourquoi.

On observe :

- que les roues de bois ont été dans certains cas remplacées par des

roues en plastique plus petites…parce que plus légères.

que certains essieux qui traversaient la boîte passent dessous dans

des pailles…parce que les roues étaient plus petites.

que le fond d’une boîte a été découpé…parce qu’il fallait que la roue

dentée sur l’essieu puisse être entraînée par le moteur.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette

essai final

Essai final…

Chaque groupe essaye de faire rouler son véhicule :

- à vide,

- avec la masse de 100 g.

Trois véhicule ne roulent pas.

- Omar observe que la roue dentée frotte contre le carton.

Le fond de la boîte est découpé : la roue tourne, le véhicule roule.

- Marouen observe que la roue dentée entraînée par le moteur ne touche pas la roue dentée fixée sur l’essieu.

Le support du moteur est décollé, puis recollé un peu plus bas : les deux roues s’encastrent, le véhicule roule.

Clio et ses camarades cherchent quelle doit être la bonne tension des élastiques pour que les deux poulies fixées à l’axe du moteur entraînent les deux poulies fixées à l’essieu.

On parviendra à faire rouler le véhicule avec un seul élastique.

Le défi étant relevé, on réfléchit à la décoration du véhicule.

Classe de CM2 Elémentaire 14 rue Riblette