Des jeux à roues aux objets roulants

Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
[Témoignage] - Les élèves construisent des objets roulant qui fonctionnent sans moteur, avec moteur (après avoir revu, dans un premier temps, des notions d'électricité simples) et avec hélice, ou sans, et, enfin, avec une courroie. Ceci leur permet d'acquérir des notions sur la transmission de mouvement.
Objectif :
Concevoir - fabriquer des objets roulants avec ou sans moteur ; mesurer - tracer précisément. Écrire des fiches techniques de montage. Conduire un projet à son terme. Améliorer l'habileté gestuelle : planter, visser, scier, assembler...
Durée :
10 séances de 1 heure et quart par semaine.
Matériel :

Par groupe de 2 :
Séance 1
une ampoule, une pile, des fils.
Séance 2
4roues (L = 1 cm ; Ø = 4,5 cm), 2 axes (L = 9,5 cm ; Ø = 3 mm), 4 cavaliers ( L = 12 mm ; l = 6 cm), 1 chassis (L = 20 cm ; l = 5,5 cm), 1 marteau, des clous et des planchettes.
Séance 3
1 moteur électrique, 1 hélice en kit, du fil électrique, une pile plate, du petit matériel.
séances 4 et 5
1 planchette, 3 roues, 1 axe, 2 cavaliers, 1 étrier, 1 réducteur, 2 piles, 1 cale, des clous, 1 vis, 1 élastique, 1 marteau, 1 tournevis.

Copyright :
Creative Commons France. Certains droits réservés.

 

Ce témoignage provient d'enseignants de l'école F. Ganne (St Julien les Villas - Aube)

Démarche pédagogique

Le maître introduit l'idée de départ : "on va fabriquer, par groupe de deux, des objets roulants."

Séance 1 : découverte de notions électriques simples

Découverte de notions électriques simples :
- circuit électrique : montage simple.

  • Questions du maître : "comment allumer une ampoule, deux ampoules avec une pile ?"
  • Expérimentation :
    - essais, erreurs ;
    - schématisation (pile, ampoule, montages).
  • Parvenir à réaliser des montages simples, en série, en parallèle, avec ou sans interrupteur.

Les enfants ont déjà travaillé sur le thème de l'électricité. La séquence commence par une reprise des notions précédemment abordée.
Montages sans interrupteur :

- 2 ampoules montées en série : un seul circuit pour deux ampoules qui se suivent
- 2 ampoules montées en parallèle : chaque ampoule a son circuit.
Les mêmes situations sont proposées avec un interrupteur.

Séance 2 : fabrication d'un objet roulant sans moteur

Fabrication d'un objet roulant sans moteur.

  • Question du maître :"comment fabriquer un objet qui roule sans moteur ?"
  • Expérimentations :
    - essais : les élèves clouent les roues, chaque cloue sert d'axe ;
    - constatation : le véhicule est bancal, il ne roule pas droit ;
    - améliorations apportées en ajoutant des axes, en les fixant par des cavaliers suivant le schéma :

 

 

  • Précautions à prendre :
    - les roues doivent être en face 2 à 2 (parallèles) ;
    - clouer bien droit ;
    - ne pas serrer la roue.

  • Nouveaux essais :
    - amélioration du système : introduction d'un élastique pour que l'objet avance de lui-même ;
    - réalisation d'une fiche technique :

- essais et constatations.

Séance 3 : construction d'un objet roulant avec un moteur et une hélice

Fabrication d'un objet roulant avec un moteur électrique et une hélice.

  • Construire un tel objet et le dessiner.

  • Expérimentations :
  • - essais, constations : l'hélice touche le sol ; le véhicule recule.
    - améliorations : il faut surélever le moteur ; il faut inverser le sens de rotation des pâles.
  • Remarque des enfants : l'hélice envoie de l'air. C'est comme un aéroglisseur avec des roues.

Séance 4 : construction d'un objet roulant avec un moteur et sans hélice

Construction d'un objet roulant avec moteur et sans hélice.

  • Construire un véhicule roulant, le moteur entraîne directement la roue qui est fixée sur l'axe du moteur.
  • Expérimentations :
  • - essais, construction.
    - précautions : il faut surbaisser l'étrier pour que la roue ne touche pas le chassis.
    - schématisation.

Roue fixée sur l'axe du moteur.

 

Séance 5 : construction d'un véhicule à transmission de mouvement par courroie

Construction d'un véhicule à transmissions de mouvement par courroie.

  • Recherche par 2 : tâtonnements.
  • - échanges, discussions, comparaisons.
    - choix de montage technique : courroie ; roue sur axe.
  • Réalisation par 2 :
  • - erreurs constatées : roue motrice plus basse que les autres.
    - solutions trouvées : cales ; tricycle.

Autres activités possibles:

            * Voir aussi la séquence "Faire rouler" dont l'objectif est le suivant: amener les élèves à identifier des problèmes techniques posés par la fabrication de petites voitures, et à envisager des solutions techniques : choix de systèmes de fixations (mobiles ou fixes) entre et les roues, et la plateforme.

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