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| {{Tuto Details | | {{Tuto Details |
− | |Main_Picture=Test_du_boudin_de_terre_terre.jpg | + | |Main_Picture=Toupie_toupie.jpg |
| |Licences=Attribution (CC-BY) | | |Licences=Attribution (CC-BY) |
− | |Description=Par le sens du toucher ce test permet de définir (de façon non précise) la composition en argile, limon et sable d'un sol. | + | |Description=Fabriquer une toupie, qui est un jouet destiné à tourner sur lui-même le plus longtemps possible, en équilibre sur sa pointe. |
− | |Disciplines scientifiques=Earth Sciences | + | |Disciplines scientifiques=Physics |
| |Difficulty=Easy | | |Difficulty=Easy |
− | |Duration=30 | + | |Duration=15 |
| |Duration-type=minute(s) | | |Duration-type=minute(s) |
− | |Tags=Terre, sable, limon, argile, sol, sens du toucher | + | |Tags=force, gravité, équilibre, rotation |
| }} | | }} |
| {{Introduction | | {{Introduction |
− | |Introduction=Le sol est composé de plusieurs éléments dont la proportion varie selon le lieu. Il est composé 4 éléments principaux : les argiles, limons, sable et humus. | + | |Introduction=Ce jouet est connu depuis l'[https://fr.wikipedia.org/wiki/Antiquit%C3%A9 Antiquité] |
| | | |
− | Pour ce faire une idée du type de sol auquel on a à faire, de sa tendance, un test simple existe: le test du boudin de terre. Sol plutôt sableux, argilo/limoneux... ?
| + | Les toupies sont faites en différentes matières, comme en poterie, en pierre, en bois, en bambou et en terre cuite. Faites en bois dur, les petites toupies avec lesquelles les enfants jouaient autrefois, étaient des jouets faits par eux-mêmes, ce qui pouvait donner aux enfants un sentiment de satisfaction et le plaisir d'une autoproduction réussie. Comme le globe terrestre sur son axe, la toupie symbolise et nous rappelle de par son mouvement rotatif l’équilibre subtil d'un univers en mouvement. |
| }} | | }} |
| {{Materials | | {{Materials |
− | |Tuto_Attachments={{Tuto Attachments}} | + | |ItemList={{ItemList |
| + | |Item=Couvercle |
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| + | |Item=Brochette |
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| {{Separator}} | | {{Separator}} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Préparer son échantillon de terre | + | |Step_Title=Trouer le couvercle |
− | |Step_Content=Selectionne un lieu de prélèvement et trouve, sur place, l'outil qui te sera le plus pratique pour prélever un peu de terre. | + | |Step_Content=Faire un trou, de même diamètre que celui de la brochette ou légèrement moins, au centre du couvercle. |
| | | |
− | A l'aide de tes mains, d'un bout de bois, d'une pierre, d'une cuillère à soupe, d'une petite pelle... A 10 cm sous la surface du sol récupère un peu de terre.
| + | ''Le couvercle peut être remplacé par un bouchon de bouteille...'' |
− | | + | |Step_Picture_00=Toupie_touercouvercle.jpg |
− | Si la terre est plutôt sèche humidifie là pour obtenir une consistance proche de la pate a modeler.
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| }} | | }} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Faire une boule | + | |Step_Title=Couper le bouchon de liège en tranche |
− | |Step_Content=Malaxez votre terre pour faire une boule: | + | |Step_Content=Faire deux tranches d'environ 4mm |
| | | |
− | Si elle colle fortement sans trop salir les doigts, elle est probablement riche en argile et en limon fin.
| + | ''Les morceaux de bouchon peuvent être remplacé par de la pâte adhésive repositionnable, de la pâte à modeler...'' |
| + | |Step_Picture_00=Toupie_tranchebouchon.jpg |
| }} | | }} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Ecrasez la terre entre votre pouce et votre index | + | |Step_Title=Assemblage de la toupie |
− | |Step_Content=Ecrasez la terre entre votre pouce et votre index : | + | |Step_Content=Faire passer la brochette dans une tranche de liège, puis le couvercle, et pour finir avec la dernière tranche de bouchon. |
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− | Si vous ressentez un aspect soyeux, c’est le signe de la présence de limons fins et d’argile. En revanche si vous sentez entre vos doigts des petits grains rugueux plus ou moins gros qui grattent et crissent, il s’agit de sables plus ou moins grossiers.
| + | En suite, resserrer le tout, afin de bloquer le couvercle. |
| | | |
− | Si elle est peu collante mais salit les mains, elle est probablement riche en limons, et moins en argile.
| + | ''La brochette peut être remplacée par un cure-dent...'' |
− | }}
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− | {{Tuto Step
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− | |Step_Title=Roulez la boule pour en faire un boudin
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− | |Step_Content=Roulez la boule pour en faire un boudin entre vos deux paumes. Si vous ne parvenez pas à l'affiner sans le casser (boudin grossier), c'est que la terre manque d'argile et de limon. Votre sol est donc à tendance sableuse (sable à sablo limoneux).
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− | Si vous pouvez faire un boudin plus fin (2 à 7 mm) sans le casser, il s’agit d’un sol limoneux (limono sableux à limoneux).
| + | '''La brochette doit être perpendiculaire à la surface du couvercle.''' |
| + | |Step_Picture_00=Toupie_assemblagetoupie.jpg |
| + | |Step_Picture_01=Toupie_ressertoupie.jpg |
| }} | | }} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Faites un boudin et courbez le. | + | |Step_Title=OPTIONNELLE : Réduire la taille de la brochette |
− | |Step_Content=Si vous parvenez aisément à faire un boudin de moins de 2 mm et que vous pouvez le courber sans le casser, votre sol est à dominante argileuse (argileux à argilo-limoneux). | + | |Step_Content=Casser ou couper la brochette à une longueur souhaitée. |
− | | |
− | S’il se casse, votre terre est plutôt limono-argileuse. Bien entendu, il existe de nombreux intermédiaire : riche en argile et en sable, terre dite franche, c’est à dire bien équilibrée entre l’argile, les limons et les sables grossiers….
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| }} | | }} |
| {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
− | |Step_Title=Conclusion | + | |Step_Title=La lancer !! |
− | |Step_Content=Vous avez maintenant une idée un peu plus précise de votre sol, mais il existe de nombreux intermédiaire : riche en argile et en sable, terre dite franche, c’est à dire bien équilibrée entre l’argile, les limons et les sables grossiers…. | + | |Step_Content=Faire tourner la brochette entre ces doigts, lâcher, puis observer ! |
− | | + | |Step_Picture_00=Toupie_lalancer.png |
− | Un autre test plus précis sera celui de la sédimentation de la terre dans une bouteille transparente.
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| }} | | }} |
| {{Notes | | {{Notes |
− | |Avertissement=Attention avec des petits s'en tenir simplement a Argile/Sable. | + | |Observations=Plus nous mettons de force dans la rotation de la toupie, plus elle tourne vite et plus elle tient longtemps en équilibre. |
− | |Explanations=Les argiles minérales ont une grande capacité à fixer les sels minéraux et l’eau du sol. Mais elles donnent des sols collants, souvent lourds et difficiles à travailler. Les limons se travaillent mieux, mais ils sont très "fragiles"(à définir). Les sables sont filtrants, mais ils ne retiennent bien ni l’eau ni les sels minéraux issus des engrais.
| + | |Avertissement=* Le trou dans le couvercle pas assez au centre, |
− | | + | * La coupe des tranches pas assez droite, |
− | -Le Sable est minéral et grossier. Il est issu de la désagrégation de roches ou coquille…
| + | * La pointe de la brochette pas assez pointue, |
− | | + | |Explanations=Garce à sa forme bien équilibrée et son axe au centre, la toupie peut tourner sur elle-même |
− | -Les Limons sont minéral et fin. Ils se situent entre les sables et les argiles pour leur finesses. Ils proviennent de l'érosion des roches dans les rivières.
| + | |Deepen=Il existe de nombreuses formes de toupies, mais le principe de base est toujours le même : |
− | | + | * une masse équilibrée (centre de gravité sur l'axe de rotation) ; |
− | -Les Argiles sont minéral et très fin. Il y a de nombreuse famille d'argile et c'est compliqué… mais on peut dire que les argiles sont issue de la dégradation de la roche par les racines des plantes et les micro organisme (bactéries). Ils sont souvent concentré en profondeur dans les sols.
| + | * un grand [https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment_d%27inertie moment d'inertie] par rapport à l'axe (masses réparties loin de l'axe) ; |
− | |Deepen===== Sol argileux, lourd : ==== | + | * contact [https://fr.wikipedia.org/wiki/Liaison_(m%C3%A9canique) ponctuel] sur l'axe (ou très proche) avec le sol (diminution des effets du frottement) ; |
− | * Aspect : compact, collant lorsqu’il est humide, très dur et fendillé lorsqu’il est sec. | + | * un système de mise en rotation (tige, ficelle...) permet de lancer la toupie. Une fois en rotation, la toupie se comporte comme un [https://fr.wikipedia.org/wiki/Gyroscope gyroscope]. |
− | * Avantages : retenant bien l’humidité et les minéraux. Ce type de sol peut être productif s’il est correctement enrichi en éléments nutritifs. | + | On peut jouer de différentes façons avec une toupie. On peut soit tenir compte de la durée de rotation, soit de la longueur parcourue, soit encore pratiquer le jeu de massacre dont le but est de faire tomber le maximum de quilles[https://fr.wikipedia.org/wiki/Toupie_(jouet)#cite_note-3 a]. |
− | * Inconvénients : il est difficile à travailler et s’engorge vite lors de fortes pluies. Compact, il empêche une bonne circulation de l’eau et de l’air, un enracinement profond. Ce type de sol se réchauffe lentement au printemps, occasionnant un retard de la végétation.
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− | | |
− | ==== Sol limoneux, riche : ==== | |
− | * Aspect : doux au toucher, poudreux lorsqu’il sèche. | |
− | * Avantages : très fertile, il est facile à travailler, propice au bon développement des plantes. | |
− | * Inconvénients : fragile, il a tendance à former une croûte sous l’effet de la pluie et des arrosages.
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− | ==== Sol humifère, riche en humus : ====
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− | * Aspect : sol spongieux, léger, il est de couleur sombre. | |
− | * Avantages : ce type de sol est fertile. il retient bien l’eau (fonctionne comme une éponge), ne colle pas, est facile à travailler, se réchauffe rapidement.
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− | * Inconvénients : le risque d’acidité de ce type de sol peut limiter ou empêcher la plantation de certains végétaux.
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− | ==== Sol sableux, léger : ====
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− | * Aspect : granuleux au toucher, terre sans cohésion. | |
− | * Avantages : très perméable à l’eau et à l’air, ce type de sol est facile à travailler. Il se draine naturellement grâce à sa texture poreuse. Il ne s’engorge jamais et se réchauffe facilement.
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− | * Inconvénients : très filtrant, il retient peu l’eau et peu les éléments nutritifs. Dépourvu de matière organique, il est facilement lessivé lors de l’arrosage ou des pluies. Il doit donc être fréquemment amendé pour rester fertile.
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− | ==== Sol calcaire : ====
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− | * Aspect : sol blanchâtre d’aspect crayeux, terre souvent légère.
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− | * Avantages : perméable à l’eau, il se réchauffe rapidement
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− | * Inconvénients : Le calcaire peut bloquer certains éléments fertilisants qui deviennent alors non disponibles pour les plantes. Ce type de sol doit être fréquemment amendé. Sec en été, il est facilement boueux en cas de pluie.
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− | |Applications=Comprendre son sol pour jardiner
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− | |Related=- Ph du sol
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− | - Sédimentation de terre
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− | - Test de la capacité du sol en terme de, drainage, rétention, saturation de l'eau.
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− | - Mesure de la température du sol
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− | |Objectives=- Sens du toucher
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− | - Observer un sol.
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− | |Animation=Faire ce test tout d'abord avec des éléments pures argile, sable, ce qui permet de bien identifier sensoriellerement...
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− | Puis le faire avec de la terre de différentes provenances ; différents jardins, champs ...
| + | Le temps de rotation peut être augmenté en abaissant le centre de masse, en minimisant la friction au niveau de l'embout et en répartissant la masse loin du centre (grand moment d'inertie). |
− | |Notes=https://troktrokpoulette.wordpress.com/2015/04/01/comment-analyser-votre-sol/ | + | |Related=[http://wikidebrouillard.dokit.io/wiki/%C3%89quilibriste équilibriste] |
| + | |Objectives=* comprendre l'effet gyroscopique |
| + | * comprendre le principe de gravité et de centre de gravité |
| + | * comprendre la vitesse |
| + | |Animation=* Peut être faites en lien avec l'expérience de l'équilibriste |
| + | * Pour fabriquer des minis disque de newton. |
| + | * Permettre de parler de la rotation de la Terre |
| + | |Notes=[https://fr.wikipedia.org/wiki/Toupie_(jouet) Toupie (jouet) - Wikipédia] |
| }} | | }} |
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| |Complete=Published | | |Complete=Published |
| }} | | }} |
Fabriquer une toupie, qui est un jouet destiné à tourner sur lui-même le plus longtemps possible, en équilibre sur sa pointe.
Auteur Fabien BOTEL | Dernière modification 15/10/2019 par Pierreb
Durée
15 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
Fabriquer une toupie, qui est un jouet destiné à tourner sur lui-même le plus longtemps possible, en équilibre sur sa pointe.
Durée
15 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)
force, gravité, équilibre, rotation
Toupie_toupie.jpg
Introduction
Ce jouet est connu depuis l'Antiquité
Les toupies sont faites en différentes matières, comme en poterie, en pierre, en bois, en bambou et en terre cuite. Faites en bois dur, les petites toupies avec lesquelles les enfants jouaient autrefois, étaient des jouets faits par eux-mêmes, ce qui pouvait donner aux enfants un sentiment de satisfaction et le plaisir d'une autoproduction réussie. Comme le globe terrestre sur son axe, la toupie symbolise et nous rappelle de par son mouvement rotatif l’équilibre subtil d'un univers en mouvement.
Étape 1 - Trouer le couvercle
Faire un trou, de même diamètre que celui de la brochette ou légèrement moins, au centre du couvercle.
Le couvercle peut être remplacé par un bouchon de bouteille...
Étape 2 - Couper le bouchon de liège en tranche
Faire deux tranches d'environ 4mm
Les morceaux de bouchon peuvent être remplacé par de la pâte adhésive repositionnable, de la pâte à modeler...
Étape 3 - Assemblage de la toupie
Faire passer la brochette dans une tranche de liège, puis le couvercle, et pour finir avec la dernière tranche de bouchon.
En suite, resserrer le tout, afin de bloquer le couvercle.
La brochette peut être remplacée par un cure-dent...
La brochette doit être perpendiculaire à la surface du couvercle.
Étape 4 - OPTIONNELLE : Réduire la taille de la brochette
Casser ou couper la brochette à une longueur souhaitée.
Étape 5 - La lancer !!
Faire tourner la brochette entre ces doigts, lâcher, puis observer !
Observations : que voit-on ?
Plus nous mettons de force dans la rotation de la toupie, plus elle tourne vite et plus elle tient longtemps en équilibre.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Le trou dans le couvercle pas assez au centre,
- La coupe des tranches pas assez droite,
- La pointe de la brochette pas assez pointue,
Explications
Garce à sa forme bien équilibrée et son axe au centre, la toupie peut tourner sur elle-même
Plus d'explications
Il existe de nombreuses formes de toupies, mais le principe de base est toujours le même :
- une masse équilibrée (centre de gravité sur l'axe de rotation) ;
- un grand moment d'inertie par rapport à l'axe (masses réparties loin de l'axe) ;
- contact ponctuel sur l'axe (ou très proche) avec le sol (diminution des effets du frottement) ;
- un système de mise en rotation (tige, ficelle...) permet de lancer la toupie. Une fois en rotation, la toupie se comporte comme un gyroscope.
On peut jouer de différentes façons avec une toupie. On peut soit tenir compte de la durée de rotation, soit de la longueur parcourue, soit encore pratiquer le jeu de massacre dont le but est de faire tomber le maximum de quillesa.
Le temps de rotation peut être augmenté en abaissant le centre de masse, en minimisant la friction au niveau de l'embout et en répartissant la masse loin du centre (grand moment d'inertie).
Vous aimerez aussi
équilibriste
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- comprendre l'effet gyroscopique
- comprendre le principe de gravité et de centre de gravité
- comprendre la vitesse
Pistes pour animer l'expérience
- Peut être faites en lien avec l'expérience de l'équilibriste
- Pour fabriquer des minis disque de newton.
- Permettre de parler de la rotation de la Terre
Sources et ressources
Toupie (jouet) - Wikipédia
Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.
Published