Différences entre les pages « Volcans par milliers » et « Tour d'Hanoï »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0555.JPG
+
|Main_Picture=Tour_d_Hano__IMG_20200504_175352634.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=En Auvergne, on trouve des volcans en forme de cônes (avec crâtère), et de dômes (sans crâtère). D'où vient cette différence ?
+
|Description=Le jeu des tours d'Hanoï est un jeu simple qui permet de comprendre la notion d'algorithme.
|Disciplines scientifiques=Earth Sciences, Matter Sciences
+
|Disciplines scientifiques=Computing, Mathematics
|Difficulty=Easy
+
|Difficulty=Technical
|Duration=15
+
|Duration=20
 
|Duration-type=minute(s)
 
|Duration-type=minute(s)
|Tags=volcan, viscosité
+
|Tags=Algorithme, reflexion, deconnecté
 
}}
 
}}
 
{{Introduction
 
{{Introduction
|Introduction=Lorsque l’on dit “volcan”, la première image qui nous arrive à l’esprit est une montagne en cône, surmontée d’un cratère, crachant de la lave.
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|Introduction=Avant de se lancer dans le jeu, il faut le construire. Rien de plus simple : du carton, des cure-dents, des ciseaux et des feutres, un peu de bricolage et hop, c'est prêt !
  
Tu seras peut être surpris d’apprendre que chaque volcan est unique, et que cette forme n’est pas représentative de tous les volcans de notre planète.
 
  
 
+
La Tour d'Hanoï est un jeu constitué de disques de différentes tailles empilées sur une tige. Le principe du jeu est de déplacer la pile de disques d'une tige à l'autre.
Par exemple en Auvergne, on trouve des volcans en forme de cônes (avec crâtère), et de dômes (sans crâtère). D'où vient cette différence ?
 
 
}}
 
}}
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
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|Item=Paille
+
|Item=Carton
}}{{ItemList
 
|Item=Couvercle
 
 
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|Item=Carton
+
|Item=Ciseaux
 
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}}{{ItemList
|Item=Gel douche
+
|Item=Scotch
 
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|Item=Tube de dentifrice
+
|Item=Polystyrène
 
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|Item=Semoule
+
|Item=Feutre de couleur
 
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|Item=Boite en carton
+
|Item=Compas
 
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|Item=Assiette
+
|Item=Cure-dents
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Prépare la formation d'un cône
+
|Step_Title=Construire les cercles
|Step_Content=Prends la boîte en carton (ou une assiette en plastique ou en carton), et avec l'aide d'un adulte, perce un trou de la taille de la paille.
+
|Step_Content=Sur du carton, tracer 5 cercles de diamètres différents.  
  
Incère cette dernière dans le trou, puis verse la semoule en tas dessus, jusqu'à ce que la semoule recouvre complètement, voire plus, le haut de la paille.
+
Les découper et les décorer.
|Step_Picture_00=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0548.JPG
+
|Step_Picture_00=Tour_d_Hano__IMG_20200504_145111212.jpg
|Step_Picture_01=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0549_2_.JPG
+
|Step_Picture_01=Tour_d_Hano__IMG_20200504_150224387.jpg
|Step_Picture_02=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0553.JPG
+
|Step_Picture_02=Tour_d_Hano__IMG_20200504_152018853.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Modélisation de la formation d'un cône
+
|Step_Title=Préparer le plateau de jeu
|Step_Content=Place un couvercle sur la boîte, puis souffle dans la paille.
+
|Step_Content=Planter 3 cure-dents dans le bloc de polystyrène.  
  
  
Comment se sont placés les grains de semoule ?
+
Attention, il faut que les 3 cure-dents soient suffisamment éloignés.
|Step_Picture_00=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0554.JPG
+
|Step_Picture_00=Tour_d_Hano__IMG_20200504_152147052.jpg
|Step_Picture_01=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0555.JPG
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Modélisation de la formation d'un dôme
+
|Step_Title=Préparer le jeu
|Step_Content=Prends maintenant le morceau de carton et perce le pour faire passer le haut du tube de dentifrice.  
+
|Step_Content=Faire un trou dans chacun des disques préparés à l'étape 1.
  
  
Appuis doucement sur le tube en dentifrice.  
+
Sur le pic numéro 1, empiler les différents disques du plus grand au plus petit.
 +
|Step_Picture_00=Tour_d_Hano__IMG_20200504_152158086.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Jouer
 +
|Step_Content=Le but du jeu est de déplacer toute la pile du pic numéro 1 sur un autre pic.  
  
  
Quelle forme prend - il ?
+
Les règles du jeu sont les suivantes :
|Step_Picture_00=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0532.JPG
+
 
|Step_Picture_01=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0534.JPG
+
- on ne peut déplacer qu'un seul disque à la fois (toujours un disque qui est sur le haut d'une pile)
|Step_Picture_02=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0537.JPG
+
 
}}
+
- on ne peut pas mettre un grand disque sur un plus petit
{{Tuto Step
+
 
|Step_Title=Modélisation de la formation d'un "bouclier"
+
 
|Step_Content=Procède de la même façon mais avec du gel douche.
+
Chaque déplacement de disque compte pour un mouvement. Il faut essayer de faire le moins de déplacements possibles.
|Step_Picture_00=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0540.JPG
+
|Step_Picture_00=Tour_d_Hano__IMG_20200504_152306156.jpg
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|Step_Picture_02=Volcans_-_C_ne_ou_D_me_DSC_0544.JPG
 
 
}}
 
}}
 
{{Notes
 
{{Notes
|Observations=Dans la première manipulation avec la semoule, les grains de semoule s'envolent sous l'effet de ton souffle.  Ils sont expulsés du haut du tas, ce qui forme un cratère.
+
|Observations=Il faut tester plusieurs combinaisons pour réussir ce défi.  
 
 
Dans la deuxième manipulation, le dentifrice en sortant de son tube forme une boule, qui finit par s'étaler. Aucun "crâtère" ne se forme.  
 
  
Dans la troisième manipulation, le gel douche sort du tube et s'écoule et s'étale directement sur le carton.
+
<br />
|Explanations=Les volcans sont des lieux de sortie du magma contenu dans le manteau de la Terre. Ce magma, cherche à sortir, et s'infiltre à travers des fractures et failles de la crôute terrestre.
+
|Avertissement=Attention à bien respecter les règles du jeu :
  
Le magma, dans son chemin vers l'extérieur se charge plus ou moins en éléments minéraux et en gaz. En sortant à l'air libre, le magma, devenu lave, a des propriétés différentes : il s'écoule plus ou moins bien, contient beaucoup ou très peu de gaz. Cette composition va avoir des conséquences sur le type d'éruption et la forme de l'édifice volcanique.
+
- jamais un grand disque sur un petit
|Deepen=Lorsqu'un magma est pauvre en élément minéraux (en particulier en silice), et en gaz, l'éruption sera de type "effusive", sous forme de coulées de laves fluides (expérience numéro 3 avec le gel douche). Elles peuvent s'étendre sur des kilomètres à la ronde ! L’accumulation de ces coulées fluides donne naissance à des cônes aux pentes très douces
 
  
 +
- toujours 1 seul disque déplacé à la fois.
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|Explanations=La Tour d'Hanoï permet de comprendre la notion d'algorithme : on refait plusieurs fois la même séquence d'actions qui visent  reformer une pile de disques de plus en plus grands sur une autre tige.
  
Lorsque le magma est riche en silice, la lave est très visqueuse. Elle va alors s'accumulée, sans s'écouler, pour former un relief arrondi que l'on nomme "dôme" (cas de la pâte à dentifrice).
 
  
 +
Pour déplacer une tour de n disques, il faut au minimum (2^n)-1 déplacements (lire : "2 puissance n, moins 1")
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|Applications=Les programmes informatiques intègrent des algorithmes, qui permettent d'augmenter la vitesse de calcul.
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|Animation=Pour prendre en main plus facilement le jeu et éviter que le participant se décourage trop vite, on peut commencer à lancer le défi avec seulement 3 disques, à déplacer d'une tige  à l'autre.  Cela permet de comprendre la base de l'algorithme :
  
Enfin, lorsque le magma contient beaucoup de gaz, et est pauvre en silice, l'éruption sera de type "explosif". Les gaz, en sortant, projettent des paquets de lave. Au contact de l'air, ces morceaux de lave refroidissent très rapidemment pour former des pierres (que l'on appelle scories). Ces pierres vont s'accumuler autour de la cheminée du volcan, et finirent par former un cône, surmonté d'un cratère.
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# Déplacer le petit disque sur une tige, puis le moyen sur un autre.  
|Applications=Les volcans des îles d'Hawaï, sont des volcans faits de lave fluide, que l'on appelle bouclier. Leurs coulées de laves s'étalent sur des kilomètres !                
+
# Mettre le petit disque sur le moyen pour libérer une tige.  
 +
# Déplacer le grand disque sur la tige ainsi libérée.  
 +
# Déplacer le petit disque pour libérer le moyen.  
 +
# Déplacer le moyen sur le grand
 +
# Et enfin remettre le petit sur le haut de la pile !
  
Le puy de Dôme en Auvergne est, comme son nom l'indique, un volcan de type "dôme". 
 
  
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Une fois que ce mécanisme est compris, on peut introduire un disque supplémentaire, puis un autre.
  
Le puy de Pariou en Auvergne, l'Etna, le Stromboli en Italie sont des volcans de type "cône".
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Avec 5 disques, il faut faire au minimum 31 mouvements.
|Related=- manège à farine
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|Notes=Pour tester en ligne la Tour d'Hanoï et lire la légende qui s'y rapporte : http://sorciersdesalem.math.cnrs.fr/Vulgarisation/Hanoi/hanoi.html
  
- lampe à lave
+
Explication du lien entre les tours d'Hanoï et le code binaire, pour les plus initiés : https://www.nagwa.com/fr/videos/323158594734/
  
- éruption volcanique
 
|Objectives=- comprendre la création de forme des volcans
 
  
- notion de viscosité des liquides
 
|Notes=- Découvrons le volcanisme - les sites volcaniques d'Auvergne, Gerard Joberton, De Borée editions.
 
  
- [http://science.vulcania.com/terre-volcans/volcans-et-eruptions/les-differents-types-deruptions/eruption-strombolienne.html http://science.vulcania.com/terre-volcans/volcans-et-eruptions/les-differents-types-deruptions.html]
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Version actuelle datée du 4 mai 2020 à 18:40

Auteur avatarGwen72 | Dernière modification 4/05/2020 par Gwen72

Tour d Hano IMG 20200504 175352634.jpg

Introduction

Avant de se lancer dans le jeu, il faut le construire. Rien de plus simple : du carton, des cure-dents, des ciseaux et des feutres, un peu de bricolage et hop, c'est prêt !


La Tour d'Hanoï est un jeu constitué de disques de différentes tailles empilées sur une tige. Le principe du jeu est de déplacer la pile de disques d'une tige à l'autre.

Étape 1 - Construire les cercles

Sur du carton, tracer 5 cercles de diamètres différents.

Les découper et les décorer.


Étape 2 - Préparer le plateau de jeu

Planter 3 cure-dents dans le bloc de polystyrène.


Attention, il faut que les 3 cure-dents soient suffisamment éloignés.




Étape 3 - Préparer le jeu

Faire un trou dans chacun des disques préparés à l'étape 1.


Sur le pic numéro 1, empiler les différents disques du plus grand au plus petit.




Étape 4 - Jouer

Le but du jeu est de déplacer toute la pile du pic numéro 1 sur un autre pic.


Les règles du jeu sont les suivantes :

- on ne peut déplacer qu'un seul disque à la fois (toujours un disque qui est sur le haut d'une pile)

- on ne peut pas mettre un grand disque sur un plus petit


Chaque déplacement de disque compte pour un mouvement. Il faut essayer de faire le moins de déplacements possibles.




Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Il faut tester plusieurs combinaisons pour réussir ce défi.


Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Attention à bien respecter les règles du jeu :

- jamais un grand disque sur un petit

- toujours 1 seul disque déplacé à la fois.

Explications

La Tour d'Hanoï permet de comprendre la notion d'algorithme : on refait plusieurs fois la même séquence d'actions qui visent reformer une pile de disques de plus en plus grands sur une autre tige.


Pour déplacer une tour de n disques, il faut au minimum (2^n)-1 déplacements (lire : "2 puissance n, moins 1")

Applications : dans la vie de tous les jours

Les programmes informatiques intègrent des algorithmes, qui permettent d'augmenter la vitesse de calcul.

Éléments pédagogiques

Pistes pour animer l'expérience

Pour prendre en main plus facilement le jeu et éviter que le participant se décourage trop vite, on peut commencer à lancer le défi avec seulement 3 disques, à déplacer d'une tige à l'autre. Cela permet de comprendre la base de l'algorithme :

  1. Déplacer le petit disque sur une tige, puis le moyen sur un autre.
  2. Mettre le petit disque sur le moyen pour libérer une tige.
  3. Déplacer le grand disque sur la tige ainsi libérée.
  4. Déplacer le petit disque pour libérer le moyen.
  5. Déplacer le moyen sur le grand
  6. Et enfin remettre le petit sur le haut de la pile !


Une fois que ce mécanisme est compris, on peut introduire un disque supplémentaire, puis un autre.

Avec 5 disques, il faut faire au minimum 31 mouvements.

Sources et ressources

Pour tester en ligne la Tour d'Hanoï et lire la légende qui s'y rapporte : http://sorciersdesalem.math.cnrs.fr/Vulgarisation/Hanoi/hanoi.html

Explication du lien entre les tours d'Hanoï et le code binaire, pour les plus initiés : https://www.nagwa.com/fr/videos/323158594734/



Dernière modification 4/05/2020 par user:Gwen72.

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