I.6.3 - Quel est le rôle de l’aile de l’avion ? (optionnelle)

Niveaux conseillés

CE2, CM1, CM2, 6e

Résumé

La classe manipule pour comprendre l’importance de la forme de l’aile.

Notions

• Le profil de l’aile permet de diriger cette force vers le haut.
• La portance augmente avec la surface des ailes.
• La portance augmente avec la vitesse de l’avion.
• La portance fait voler l’avion.

Modalité d'investigation

Expérimentation

Matériel

Pour chaque groupe :
• Feuille de papier
• 1 sèche-cheveux ou ventilateur
• 2-3 pics à brochette
• 2 pailles
• Une petite plaque de polystyrène

Lexique

portance

Durée

1 h

Question initiale

L’enseignant présente le dispositif de la manipulation que les élèves vont réaliser :

  •  2 pics à brochettes plantés verticalement sur un support en polystyrène.
  •  Une feuille pliée de façon à imiter le profil d’une aile, et percée de 2 trous dans lesquels on a fixé 2 morceaux de paille verticalement (les pailles vont coulisser sur les pics à brochette). Éventuellement, fixer un pic à brochette, horizontalement, à l’intérieur du profil de l’aile, de façon à l’empêcher de trop se déformer.
  •  Un sèche-cheveux ou un ventilateur.

L’enseignant ne réalise pas l’expérience, mais demande aux élèves : à votre avis, que va-t-il se passer si j’allume le sèche-cheveux ? Les élèves notent leurs hypothèses individuellement.


Classe de 6e d’Igor Ferrieu (Le Kremlin-Bicêtre)

Expérimentation (par groupes)

Les élèves reproduisent le dispositif à l’aide du matériel disponible (pour gagner du temps, l’enseignant peut avoir préparé lui-même ces dispositifs à l’avance).


Le souffle du sèche-cheveux fait décoller l’aile (à droite l’aile est déformée par le souffle, mais cela n’a pas d’importance ici).

Cette expérience, pour bien fonctionner, nécessite un sèche-cheveux assez puissant et des pics à brochette bien parallèles (de façon à ce que les pailles n’aient pas de mal à glisser).

L'expérience filmée :

Mise en commun

L’enseignant demande alors collectivement : Comment peut-on faire pour que la feuille vole plus facilement ? Les paramètres sur lesquels on peut jouer sont :

  •  la forme de l’aile (une feuille plus bombée, ou une section plus profonde) ;
  •  la surface de l’aile (une aile plus grande) ;
  •  le poids de la feuille (une feuille plus légère) ;
  •  la vitesse de l’air (un sèche-cheveux plus puissant).

(Facultatif) Expérimentation (par groupes)

Les élèves vérifient leurs hypothèses en changeant un paramètre à chaque fois.
Attention : si l’on souhaite étudier l’influence de la forme de l’aile, il faut trouver un système pour la rigidifier de façon à ce qu’elle ne se déforme pas sous l’effet du souffle du sèche-cheveux.

Conclusion

La classe élabore une conclusion, par exemple : Le profil de l’aile permet de diriger cette force vers le haut. La portance, qui permet de faire voler l’avion, augmente avec la surface des ailes et avec la vitesse de l’avion.

 

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Partenaires du projet

ADEME CASDEN Editions Le Pommier