Avec des aimants Grande section

Avec des aimants
Grande section
Introduction
Les aimants sont distribués aux enfants sans commentaires.
La curiosité et la manipulation font apparaître rapidement une propriété
étonnante : les aimants « se collent » sur certains objets.
1. Confrontation collective des observations
Les enfants sont rassemblés et échangent leurs observations. Le rôle du
maître est de les aider à faire la distinction entre des faits observés et
facilement reproductibles et des affirmations hasardeuses. Cela permet
éventuellement de mettre à jour quelques hypothèses qu’il faut vérifier.
Le relevé oral de conclusions permet de constater que :
1.1.
Ces objets attirent certains objets et pas d’autres. Les objets
attirés sont en métal.
1.2.
Ces objets s’attirent et se repoussent entre eux.
1.3.
Il y a une force qui appartient à ces objets et qui attire.
Ce sont des aimants : on trouvera sans doute plusieurs élèves connaissant
déjà ces objets et d’autres qui sans les connaître feront le rapprochement
avec les « magnets » petits aimant plats portant une publicité qu’on colle
sur le réfrigérateur.
2. L’expérience du maître
2.1. Les enfants ont constaté que les aimants ont une force qui attire.
Le maître demande si (à leur avis) l’aimant peut attirer un objet
métallique avec la table comme écran. Les hypothèses (oui ou non)
sont émises. Le maître fait mesurer combien seule l’expérience
permet de répondre avec certitude au problème posé. Celle-ci est
réalisée par le maître et fait apparaître que la force de l’aimant est
arrêtée par l’épaisseur du bois.
2.2. L’aimant attire-t-il ce même objet métallique à travers une
simple feuille de papier ? Ce nouveau problème laisse les enfants
perplexes car édifiés par l ‘expérience précédente. Les hypothèses
sont vérifiées et montrent que l’épaisseur du papier n’arrête pas la
force de l’aimant. Le maître (ou les élèves) mettent à jour le
problème posé par l’épaisseur de l’écran : combien faut-il de feuilles
pour arrêter la force de l’écran ? Les hypothèses fusent (5, 10 , 20
,…) et mettent en jeu les connaissances des élèves par rapport aux
nombres. Le maître propose alors que les élèves cherchent euxmêmes la solution.
3. L’expérience des élèves
Combien de feuilles faut-il pour arrêter la force de l’aimant ?
Matériel :
- Aimants
- Feuilles de papier (on peut fournir des quarts de feuilles plus
faciles à manipuler)
- Objets choisis par les élèves
Les élèves cherchent à déterminer la limite de la force de l’aimant pour
attirer un objet à travers une épaisseur de matière. Le tâtonnement est
nécessaire avant de déterminer une méthode de travail efficace.
Problèmes :
- Certains objets sont trop lourds (l’aimant ne peut à lui seul les
soulever) ou trop légers (il faut un nombre très élevé de feuilles
pour atteindre la limite de la force d’attraction).
- Le calcul du nombre de feuilles doit se faire méthodiquement par
une approche de la limite feuille par feuille.
Une discussion collective permet de mettre à jour ces problèmes. Le
maître peut alors proposer un même objet pour tous. Son poids sera
suffisant pour atteindre la limite de la force d’attraction de l’aimant avec
10 à 15 feuilles (Pour avoir une série d’objets identiques, on peut chercher
parmi différents modèles de trombone, clous ou vis celui qui répond à ce
critère mais bien sûr cela dépend du modèle d’aimant utilisé).
La recherche s’appuie sur un polycopié guidant la démarche. Le dessin de
l’expérience permet de se confronter à une première approche de la
schématisation. On peut également utilement représenter l’expérience par
une série de photos.
NOM :
Combien faut-il de feuilles de papier pour arrêter la force
de l’aimant ?
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DESSINE L’EXPERIENCE :