Batteur à œufs ou chignole : le mouvement de rotation

4- Le mouvement de rotation
Auteurs : Travail collectif(plus d'infos)
Résumé :
L'enseignant présente des montages dont les mécanismes sont cachés aux élèves. Ceux-ci, en observant les mouvements d'entrée et de sortie, émettent des hypothèses sur ces mécanismes cachés et essaient de construire tous les mécanismes pouvant provoquer les mêmes effets.
Publication : 1 Janvier 1996
Objectif :
Découvrir et concevoir un mécanisme caché qui soit à même de produire un mouvement tel que celui présenté ("boite noire").
Matériel :

Pour la classe :
- Des montages dont la partie intermédiaire est cachée et qui ne laisse apparaître que la manivelle d'entrée et la roue de sortie.
Pour chaque groupe :
- Ensemble de matériel tout prêt.

Le système caché

Le maître présente à la classe un montage, construit à partir du matériel tout prêt (type CELDA) et dans lequel :
- une manivelle entraîne une roue ne se situant pas sur le même axe, tournant en sens inverse plus rapidement que la manivelle ;
- toute la partie intermédiaire (le mécanisme) est cachée dans une chemise cartonnée, ne laissant apparaître que la manivelle d'un côté, la roue de sortie de l'autre.
Quels sont les différents montages qu'il est possible de réaliser pour qu'avec un même mouvement en entrée, on obtienne le même effet en sortie?
Chaque groupe est invité à rechercher et proposer une solution.

Exemples d'hypothèses faites par les élèves
-"Il faut des roues dentées", " ... un nombre pair de roues »
"Il faut beaucoup de roues dentées pour aller jusqu'à la roue de sortie."
"Il faut des petites et des grandes roues"

Le mot du maître :
Il est bon de faire un rappel des découvertes antérieures (modification du sens et de la vitesse de rotation dans un système en fonction du nombre et de la taille des roues dentées) et d’attirer l’attention sur le "visible » et « l'invisible ».

Phase de résolution

La tâche de chaque groupe est précisée :
- Dessiner le mécanisme "supposé" et liste des différentes pièces nécessaires à la réalisation du montage.
- Rechercher des pièces et construire le montage.
- Essayer des montages et critiquer les choix au regard des effets obtenus.
- Faire des essais de montage jusqu'à obtention d'un résultat conforme au projet initial. Chaque évolution des réalisations est l'objet d'une analyse précise des résultats.
Si le matériel est en quantité suffisante, garder un exemplaire des différents montages pour le moment de synthèse !

Les montages trouvés sont ensuite présentés et une critique collective est faite afin de faire éventuellement émerger les connaissances en cours d’acquisition, mais non spontanément mobilisées…

Formulation des acquis

- "Mettre en mots" des différents éléments du montage: pignon moteur, mené, multiplication etc.
- Renseigner parallèlement et individuellement le cahier d'expériences.
- Mesures à effectuer : rapport du nombre de tours au nombre de dents.
- Schématisation des réalisations.

Le mot du maître :
Cette séquence même si elle est prévue pour un réinvestissement une évaluation des acquis antérieurs doit donner toute sa place à l'expérimentation.