Différences entre les pages « Bouchon sauteur » et « Équilibriste »

 
 
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{{Tuto Details
 
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|Main_Picture=Bouchon_sauteur_IMG_20181218_111220-min.jpg
+
|Main_Picture=Équilibriste_48424903_2301791970055484_6974060997803769856_n.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
−
|Description=Une bouteille, un bouchon et un bouchon qui saute !
+
|Description=Un petit objet pouvant tenir en équilibre à la manière des funambules.
−
|Disciplines scientifiques=Matter Sciences, Physics
+
|Disciplines scientifiques=Physics
 
|Difficulty=Easy
 
|Difficulty=Easy
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|Duration=15
+
|Duration=10
 
|Duration-type=minute(s)
 
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|Tags=air, chaud, bouteille, bouchon
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|Tags=équilibre, bascule, balance, poids
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}}
 
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{{Introduction
 
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|Introduction=À l'aide d'une bouteille, tente de faire sauter un bouchon.
 
 
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}}
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{{Introduction}}
 
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{{Materials
 
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−
|Item=Bouteille de verre
+
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 +
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|Item=Cure-dent
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 +
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−
|Item=Bouchon plastique
+
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−
|Item=Eau
+
|Item=Pic à brochette
 
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|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 
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|Attachment=Bouchon_sauteur_Wikidebrouillard-Bouchon_sauteur.pdf
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}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Réunir le matériel
 
|Step_Title=Réunir le matériel
−
|Step_Content=Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience.
+
|Step_Content=Pour cette manip tu as besoin de :
 +
 
 +
*1 Bouchon de liège
 +
*2 Pics à brochette
 +
*1 Cure-dent
 +
*2 Pinces à linge
 +
|Step_Picture_00=_quilibriste_IMG_20200417_121433.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Préparer l'expérience
 +
|Step_Content=Plante le cure-dent dans le bouchon en liège sur l'une des faces en forme de disque. ''(Tu peux casser le cure-dent en deux s'il te paraît trop grand)''
 +
 
 +
 
 +
Plante un pic à brochette sur l'une des tranches du bouchon de liège
  
−
- Une bouteille en verre (ou cannette en verre)
 
  
−
- Un bouchon en plastique (ou une pièce de monnaie, une balle de golf, amuse-toi à trouver d'autres objets à faire sauter !)
+
Plante le 2ème pic à brochette sur la tranche opposée du bouchon de liège.
  
−
- Un peu d'eau
 
  
−
Facultatif :
+
Place une pince à linge sur l'un des pic à  brochettes, à son extrémité.
  
−
- Récipient pouvant contenir le bas de la bouteille
 
  
−
- Bouilloire ou de l'eau chaude du robinet
+
Place la 2ème pince à linge sur le pic à brochette restant, à son extrémité.
  
 +
(comme sur l'image).  Les pinces à linge peuvent être remplacées par deux autres bouchons de liège, des boules de pâte à modeler... voire rien du tout dans certains cas.
  
−
et "pour aller plus loin" :- Du liquide vaisselle pour le goulot de la bouteille
+
<br />
−
|Step_Picture_00=Bouchon_sauteur_IMG_20181218_111220-min.jpg
+
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 +
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 +
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 +
|Step_Picture_03=_quilibriste_VID_20200417_121630.mp4
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Préparer l'expérience
+
|Step_Title=Réaliser la manipulation
−
|Step_Content=Met un peu d'eau sur le dos du bouchon et place le de manière à ce qu'il soit  renversé sur le goulot de la bouteille.
+
|Step_Content=Place le cure dent de ton équilibriste sur ton doigt ou sur toute autre surface et regarde ce qu'il se passe !
−
|Step_Picture_00=Bouchon_sauteur_IMG_20181218_112927-min.jpg
+
|Step_Picture_00=_quilibriste_VID_20200417_121656.mp4
−
|Step_Picture_01=Bouchon_sauteur_IMG_20181218_124438-min.jpg
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Réaliser la manipulation
+
|Step_Title=Pour aller plus loin
−
|Step_Content=Place tes mains autour de la bouteille. Que se passe-t-il au niveau du goulot ?
+
|Step_Content=On peut s'amuser à modifier les angles d'insertion des pics à brochette dans le bouchon et observer le résultat sur la position d'équilibre du bouchon.
 +
|Step_Picture_00=_quilibriste_VID_20200417_121714.mp4
 +
}}
 +
{{Notes
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|Observations=Avec les deux tiges de chaque côté, le bouchon tient en équilibre.
 +
 
 +
Le cure-dent et le bouchon oscillent vers une position d'équilibre. Cette position d'équilibre est dépendante de la géométrie des pics à brochette.
 +
|Avertissement=- Placer les pics à brochette trop à l'horizontale ou trop à la verticale par rapport au bouchon
 +
 
 +
- Pics à brochette trop courts
 +
 
 +
- Cure dent trop long
 +
|Explanations=Les pics à brochette avec les pinces à linge servent de balancier à l'objet comme nos bras, quand nous marchons sur une poutre, qui nous permettent de garder l'équilibre.
  
 +
Dans le cas du bouchon, les pics à brochette sont long, les pinces à linge sont bien en dessous du point d'appui. Le centre de gravité de l'objet se trouve alors en dessous de son point d'appui ce qui est très stable.
 +
|Deepen=On appelle centre de gravité un point théorique sur lequel on peut considérer que la force de gravité s'applique sur les objets (en realité elle s'applique partout sur l'objet, ce point est un point purement théorique utilisé en mécanique newtonienne). La position du centre de gravité d'un objet est dépendante du poids de l'objet, de la répartition du poids dans l'objet et de la forme de l'objet.
  
−
Si après 5 minutes il ne se passe rien :
 
  
−
- Verse un peu d'eau chaude dans un recipient
+
La gravité terrestre peut se représenter par une flèche qui s'applique au niveau du centre de gravité des objets et se dirige vers le centre de la Terre. (Idem, c'est un concept purement théorique).
  
−
- Pose la bouteille à température ambiante dans le récipient et observe à nouveau !
 
  
−
{{Warning|Installe-toi dans un endroit dégagé et fais attention en versant l'eau bouillante.}}<br />
+
On appelle surface de sustentation la surface théorique dans laquelle doit passer la flèche de la gravité terrestre qui s'applique sur le centre de gravité de l'objet pour que l'objet tienne en équilibre. (Théorique, encore une fois).
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|Step_Picture_00=Bouchon_sauteur_IMG_20181218_144205-min_7_.jpg
 
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}}
 
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{{Tuto Step
 
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|Step_Title=Pour aller plus loin
 
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|Step_Content=Si tes mains ne sont pas assez chaudes, cela marche aussi en plongeant la bouteille dans de l'eau chaude.
 
  
  
−
Tu peux aussi essayer avec une bulle de savon liquide sur le goulot de la bouteille. Pour cela, trempe le goulot de la bouteille dans du savon liquide (ou liquide vaisselle) afin de créer une opercule de savon à la sortie de la bouteille. Réchauffe-la avec tes mains et tu observeras que la bulle de savon va gonfler.
+
Si la flèche qui représente la force de gravité qui s'applique sur ce centre de gravité passe par la surface de sustentation de l'objet, alors l'objet tient en équilibre. Si la flèche passe en dehors de la surface de sustentation, alors l'objet est hors équilibre, il tombe.
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|Step_Picture_00=Bouchon_sauteur_pièce_et_eau_chaude.gif
 
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}}
 
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{{Notes
 
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|Observations=Au bout de quelques secondes, le bouchon en plastique se soulève.
 
  
−
Le phénomène est assez bref, il faut être bien attentif.
 
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|Avertissement=Si la bouteille en verre est trop chaude, le bouchon peut soit mettre beaucoup de temps avant de sauter, soit ne pas sauter du tout.
 
  
−
Cette expérience prend beaucoup plus de temps si tu as les mains froides.
+
Dans l'équilibriste, on accroche du poid au niveau du bouchon avec des pics à brochette. C'est une façon d'agrandir le triangle de sustentation et de faire passer le centre de gravité en dessous du cure dent. Il est presque impossible de faire tenir un bouchon en équilibre sur un cure dent seul. Plus les bras sont longs, plus le poids situé au niveau des bras est élevé et plus il devient difficile de trouver une position dans laquelle l'objet ne tiendra pas en équilibre.
  
−
Plus la bouteille est petite, plus la réaction est rapide.
 
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|Explanations=L'air présent dans la bouteille est réchauffé lorsque tu tiens la bouteille avec tes mains.
 
  
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L'air chaud prend plus de place que l'air froid, on dit qu'il se dilate.  
+
Il est possible de faire une expérience complémentaire avec une chaise et une planche de bois. Poser la planche de bois sur le sol et la chaise par dessus. Le centre de gravité se situe quelque part dans le cube formé par les 4 pieds de la chaise et la surface de sustentation est le carré dessiné au sol par les 4 pieds. Quand on soulève un coté de la chaise on déplace la surface de sustentation. Elle ne coincide plus avec le carré dessiné par les 4 pieds de la chaise. Plus le plan est incliné, plus la surface de sustentation se déplace. La chaise commence a glisser quand la flèche de la gravité qui s'applique au niveau du centre de gravité bascule en dehors de la surface de sustentation.
 +
|Applications=Un [http://fr.wikipedia.org/wiki/Funambule funambule] utilise une longue perche pour se stabiliser plus facilement de la même manière.
 +
|Related=[[Equilibre d'une règle et d'un marteau]]
 +
|Objectives=* Comprendre la définition de l'équilibre d'un objet soit ''le résultat de forces (poids) contraires qui «s'annulent ».''
 +
* Observer comment la gravité agit sur l'équilibre.
 +
* Comparer des poids pour qu'ils s'équilibrent parfaitement.
 +
|Animation=Cette expérience peut-être animée comme une histoire :
  
−
Il n'y aura donc plus assez de place pour l'air dans la bouteille, il cherchera alors à sortir de la bouteille ce qui va soulever le bouchon et donner l'impression qu'il saute.
+
''Voici Nono l'équilibriste (le bouchon). Le pauvre est unijambiste (le cure dent) c'est à dire qu'il n'a plus qu'une seule jambe. et tient donc très mal en équilibre.''
−
|Deepen=L'air est un gaz constitué de molécules qui n'ont pas de liens entre elles et flottent librement dans l'espace.
 
  
−
La thermodynamique est une discipline de la physique qui cherche notamment à caractériser les gaz par plusieurs grandeurs telles que :
+
''Aidez Nono à tenir au bout de votre doigt avec le matériel à votre disposition : 2 pics à brochette (les bras) et de la pâte à modeler (poids). Nono doit se tenir bien droit uniquement sur son seul pied sans qu'aucune autre partie de son corps ou de son équipement ne touche quoi que ce soit !''
  
−
La "température" T : c'est la mesure de l'agitation de ces molécules : plus elles ont d'énergie, plus elles peuvent flotter librement dans l'espace vite et loin.
+
Selon les réactions du public vous pouvez donner des indices sous forme de question :  
  
−
Le "volume" V : c'est l'espace occupé par le gaz. Il peut être imposé par le volume d'un récipient comme une bouteille par exemple.
+
* ''Mettez-vous en équilibre sur un pied et observer votre corps ou celui du voisin.''
 +
* ''Qu'est-ce qui se passe lorsque vous perdez l'équilibre ?''
 +
* ''Vous connaissez les funambules ? Comment font-ils pour tenir sur un fil ?''
 +
* ''Comment marchez-vous sur une poutre ? Que font vos bras ?''
  
−
La "quantité de matière" n : c'est une grandeur proportionnelle au nombre de molécules du gaz exprimé en moles.  
+
Une fois que les enfants ont réussi, on peut leur demander de poser Nono sur le nez, la tête, voire même sur un fil.
  
−
La "pression" P : c'est une grandeur qui peut être comprise comme proportionnelle à la "quantité de rebonds" des molécules du gaz contre les parois du récipient.
+
L'expérience peut être proposée lors d'une animation sur le thème de l'équilibre, qui peut compter d'autres expériences et défis amusants (avec des gestes impossibles à réaliser sans tomber, ou encore montrant que le centre de gravité des femmes est généralement plus bas que celui des hommes), et/ou sur des expériences sur le poids des objets, la gravité, la chute des corps.
  
−
La thermodynamique propose qu'il existe une relation de proportionnalité entre, d'un côté, la pression P et le volume d'un gaz V et, de l'autre côté, la température T et la quantité de matière n de ce même gaz :
 
  
−
{{Pin|1=PV = nRT (avec R une constante)}}
+
On peut aussi :
  
−
De cette relation on peut déduire que, si j'augmente la température T d'une quantité donnée de gaz (l'air de ma bouteille), je vais augmenter son volume V et/ou sa pression P.
+
* Faire un "tour de magie" avec un équilibriste déjà construit, le poser sur le bout de son doigt et demander aux participants si ça va tomber ou pas. Une fois que tout le monde a pris parti, réaliser l'expérience en constater que ça tient. Faire s'exprimer le public sur le fait que c'est très étonnant.
  
−
La bouteille en verre, contrairement à une bouteille en plastique, n'est pas déformable : je ne peux pas augmenter son volume V. C'est donc la pression de l'air P qui va augmenter dans un premier temps.  
+
* Proposer à chacun de fabriquer son équilibriste (prévoir des bouchons de liège pré-percés à la vrille et des pics à brochette taillés en point à la pince coupante de précision si ce sont des enfants de moins de 8 ans).
  
−
Cette pression plus importante va finir par être assez forte pour soulever le bouchon en plastique posé par-dessus. Le bouchon se soulève : le volume de l'air peut alors augmenter : comme le volume V augmente, la pression P descend : le bouchon retombe.
+
* Faire des "pyramides" d'équilibristes en les posant les uns sur les autres progressivement
 +
|Notes=[https://fr.wikipedia.org/wiki/Surface_de_sustentation Surface de sustentation]
  
−
Une partie de l'air s'est échappée par le bouchon pendant qu'il se soulevait : la quantité de matière d'air dans la bouteille n a diminué. Cette diminution de la quantité de matière n compense la hausse de la température T, permettant au volume V et à la pression P d'être les mêmes qu'au début de l'expérience...
+
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Centre_de_gravit%C3%A9 Centre de gravité]
  
−
... Jusqu'à ce que la température T augmente encore et qu'un nouveau cycle de soulèvement du bouchon arrive !
+
[https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre l'équilibre]
  
−
Plus d'informations sur la page [https://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_parfait gaz parfait] de Wikipédia.<br />
+
[https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_statique_(physiologie) l'équilibre statique en physiologie]
−
|Applications=- Lorsque l'on oublie une bouteille d'eau vide dans sa voiture en été, il arrive qu'on la retrouve toute gonflée et déformée comme si on avait ajouté de l'air à l'intérieur ! Pas de vilain lutin farceur derrière ce phénomène. L'augmentation de la température dans la bouteille a entraîné une dilatation de l'air à l'intérieur. Cela a augmenté la pression sur les parois plastiques et molles.
 
  
−
- Avez-vous déjà eu du mal à récupérer un verre qui a séché à l'envers ? Si le verre est lavé à l'eau chaude et posé sur une surface plane, en refroidissant l'air va se rétracter. Comme rien ne peut venir combler le vide laissé, le verre fait ventouse.
+
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Centre_de_gravit%C3%A9 le centre de gravité]
  
−
- Dur d'ouvrir un bocal de confiture maison ! Et oui, pour conserver les aliments la technique de la stérilisation consiste à chasser l'air du bocal afin de le fermer avec le moins de molécules possible.
 
−
|Related='''Expériences sur Wikidébrouillard'''
 
  
−
[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Ballon_dans_une_bouteille Ballon dans une bouteille]
+
[https://www.reseau-canope.fr/notice/mouvements-et-equilibres.html <u>Mouvements et équilibres</u>] – Ouvrage de 2004 à l'attention des enseignants de maternelle de 65 pages, aux édition CRDP du Limousin ; co-écrit par M-T. Chastagnol, C. Fusetti et M. Saint-Georges.  
  
−
[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/R%C3%A9tractation_de_l%27air Rétractation de l'air]
+
''« La première partie se concentre sur l'observation et l'analyse des mouvements de rotation à partir de jeux d'engrenages et des objets quotidiens. Dans une seconde partie, des situations d'équilibre sont abordées à partir de l'utilisation de balances et de la construction de mobiles. »''
  
−
[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Chandelle_fait_monter_l%27eau Chandelle fait monter l'eau]
+
Page de l'encyclopédie participative Wikipédia  sur [https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre <u>l'équilibre</u>], [https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_statique_(physiologie) <u>l'équilibre statique en physiologie</u>] et [https://fr.wikipedia.org/wiki/Centre_de_gravit%C3%A9 <u>le centre de gravité</u>]
−
|Objectives=*Observer un phénomène physique
 
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*Mettre en évidence la présence de l'air dans la bouteille
 
−
*Comprendre le phénomène de dilatation de l'air
 
  
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Niveau scolaire (Classes où la notion est étudiée) : Seconde
 
−
|Animation=Cette expérience s'anime très bien sous forme de défi : "Arriveras-tu à faire sauter ce bouchon ?"
 
  
−
Elle peut s'intégrer dans un [https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Group:Dilatation_et_rétraction_de_l'air parcours sur la dilatation et rétractation de l'air]
 
−
|Notes=La page Air sur [https://fr.wikipedia.org/wiki/Air Wikipedia]
 
  
−
La page [https://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_parfait gaz parfait] sur wikipédia.
+
<br />
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status

Version du 18 mai 2020 à 11:10

Un petit objet pouvant tenir en équilibre à la manière des funambules.

Auteur avatarSidoine | Dernière modification 4/06/2020 par Serge

Équilibriste 48424903 2301791970055484 6974060997803769856 n.jpg
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
Un petit objet pouvant tenir en équilibre à la manière des funambules.
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

Video d'introduction

  • Fichiers
Bouchon de liège
Item-bouchon de liège bouchons.jpg
Un bouchon est un accessoire fermant le volume de la bouteille pour éviter que le liquide contenu ne s'écoule ou ne s'évapore. Sur les 16 milliards de bouchons produits chaque année, 80 % sont en liège ; mais les bouchons à vis et les bouchons synthétiques prennent de plus en plus de place dans le marché mondial
Cure-dent
Item-Cure-dent cures-dents.jpg
Un cure-dent est un bâtonnet piquant, aigu, qu'il est possible d'introduire entre les dents, et ainsi retirer les résidus, les particules alimentaires demeurées prises entre celles-ci. Les cure-dents sont aussi utilisés pour piquer des hors-d'œuvre et permettre de les saisir facilement (cubes de fromage, olives, petites saucisses, petits bouts de viande etc.).
Brochette
Item-Brochette brochette.jpg
Une brochette, en cuisine, désigne une fine tige en métal ou en bois sur laquelle sont enfilés des morceaux de nourriture et destinés à être cuits à la broche, c’est-à-dire au-dessus des braises du feu ou au barbecue.
Pince à linge
[[File:]]
Pince en plastique ou en bois, avec un ressort qui sert à accrocher le linge sur le fil à linge afin de le faire sécher.
Pic à brochette
Item-pic à brochette 41zPNUuJKGL.jpg
Grand bâtonnets pour faire des brochettes... Pratique pour les barbecues ou pour des expériences ludiques !

Étape 1 - Réunir le matériel

Pour cette manip tu as besoin de :

  • 1 Bouchon de liège
  • 2 Pics à brochette
  • 1 Cure-dent
  • 2 Pinces à linge
Quilibriste IMG 20200417 121433.jpg




Étape 2 - Préparer l'expérience

Plante le cure-dent dans le bouchon en liège sur l'une des faces en forme de disque. (Tu peux casser le cure-dent en deux s'il te paraît trop grand)


Plante un pic à brochette sur l'une des tranches du bouchon de liège


Plante le 2ème pic à brochette sur la tranche opposée du bouchon de liège.


Place une pince à linge sur l'un des pic à brochettes, à son extrémité.


Place la 2ème pince à linge sur le pic à brochette restant, à son extrémité.

(comme sur l'image). Les pinces à linge peuvent être remplacées par deux autres bouchons de liège, des boules de pâte à modeler... voire rien du tout dans certains cas.



Étape 3 - Réaliser la manipulation

Place le cure dent de ton équilibriste sur ton doigt ou sur toute autre surface et regarde ce qu'il se passe !




Étape 4 - Pour aller plus loin

On peut s'amuser à modifier les angles d'insertion des pics à brochette dans le bouchon et observer le résultat sur la position d'équilibre du bouchon.




Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Avec les deux tiges de chaque côté, le bouchon tient en équilibre.

Le cure-dent et le bouchon oscillent vers une position d'équilibre. Cette position d'équilibre est dépendante de la géométrie des pics à brochette.

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

- Placer les pics à brochette trop à l'horizontale ou trop à la verticale par rapport au bouchon

- Pics à brochette trop courts

- Cure dent trop long

Explications

Les pics à brochette avec les pinces à linge servent de balancier à l'objet comme nos bras, quand nous marchons sur une poutre, qui nous permettent de garder l'équilibre.

Dans le cas du bouchon, les pics à brochette sont long, les pinces à linge sont bien en dessous du point d'appui. Le centre de gravité de l'objet se trouve alors en dessous de son point d'appui ce qui est très stable.

Plus d'explications

On appelle centre de gravité un point théorique sur lequel on peut considérer que la force de gravité s'applique sur les objets (en realité elle s'applique partout sur l'objet, ce point est un point purement théorique utilisé en mécanique newtonienne). La position du centre de gravité d'un objet est dépendante du poids de l'objet, de la répartition du poids dans l'objet et de la forme de l'objet.


La gravité terrestre peut se représenter par une flèche qui s'applique au niveau du centre de gravité des objets et se dirige vers le centre de la Terre. (Idem, c'est un concept purement théorique).


On appelle surface de sustentation la surface théorique dans laquelle doit passer la flèche de la gravité terrestre qui s'applique sur le centre de gravité de l'objet pour que l'objet tienne en équilibre. (Théorique, encore une fois).


Si la flèche qui représente la force de gravité qui s'applique sur ce centre de gravité passe par la surface de sustentation de l'objet, alors l'objet tient en équilibre. Si la flèche passe en dehors de la surface de sustentation, alors l'objet est hors équilibre, il tombe.


Dans l'équilibriste, on accroche du poid au niveau du bouchon avec des pics à brochette. C'est une façon d'agrandir le triangle de sustentation et de faire passer le centre de gravité en dessous du cure dent. Il est presque impossible de faire tenir un bouchon en équilibre sur un cure dent seul. Plus les bras sont longs, plus le poids situé au niveau des bras est élevé et plus il devient difficile de trouver une position dans laquelle l'objet ne tiendra pas en équilibre.


Il est possible de faire une expérience complémentaire avec une chaise et une planche de bois. Poser la planche de bois sur le sol et la chaise par dessus. Le centre de gravité se situe quelque part dans le cube formé par les 4 pieds de la chaise et la surface de sustentation est le carré dessiné au sol par les 4 pieds. Quand on soulève un coté de la chaise on déplace la surface de sustentation. Elle ne coincide plus avec le carré dessiné par les 4 pieds de la chaise. Plus le plan est incliné, plus la surface de sustentation se déplace. La chaise commence a glisser quand la flèche de la gravité qui s'applique au niveau du centre de gravité bascule en dehors de la surface de sustentation.

Applications : dans la vie de tous les jours

Un funambule utilise une longue perche pour se stabiliser plus facilement de la même manière.

Vous aimerez aussi

Equilibre d'une règle et d'un marteau

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

  • Comprendre la définition de l'équilibre d'un objet soit le résultat de forces (poids) contraires qui «s'annulent ».
  • Observer comment la gravité agit sur l'équilibre.
  • Comparer des poids pour qu'ils s'équilibrent parfaitement.

Pistes pour animer l'expérience

Cette expérience peut-être animée comme une histoire :

Voici Nono l'équilibriste (le bouchon). Le pauvre est unijambiste (le cure dent) c'est à dire qu'il n'a plus qu'une seule jambe. et tient donc très mal en équilibre.

Aidez Nono à tenir au bout de votre doigt avec le matériel à votre disposition : 2 pics à brochette (les bras) et de la pâte à modeler (poids). Nono doit se tenir bien droit uniquement sur son seul pied sans qu'aucune autre partie de son corps ou de son équipement ne touche quoi que ce soit !

Selon les réactions du public vous pouvez donner des indices sous forme de question :

  • Mettez-vous en équilibre sur un pied et observer votre corps ou celui du voisin.
  • Qu'est-ce qui se passe lorsque vous perdez l'équilibre ?
  • Vous connaissez les funambules ? Comment font-ils pour tenir sur un fil ?
  • Comment marchez-vous sur une poutre ? Que font vos bras ?

Une fois que les enfants ont réussi, on peut leur demander de poser Nono sur le nez, la tête, voire même sur un fil.

L'expérience peut être proposée lors d'une animation sur le thème de l'équilibre, qui peut compter d'autres expériences et défis amusants (avec des gestes impossibles à réaliser sans tomber, ou encore montrant que le centre de gravité des femmes est généralement plus bas que celui des hommes), et/ou sur des expériences sur le poids des objets, la gravité, la chute des corps.


On peut aussi :

  • Faire un "tour de magie" avec un équilibriste déjà construit, le poser sur le bout de son doigt et demander aux participants si ça va tomber ou pas. Une fois que tout le monde a pris parti, réaliser l'expérience en constater que ça tient. Faire s'exprimer le public sur le fait que c'est très étonnant.
  • Proposer à chacun de fabriquer son équilibriste (prévoir des bouchons de liège pré-percés à la vrille et des pics à brochette taillés en point à la pince coupante de précision si ce sont des enfants de moins de 8 ans).
  • Faire des "pyramides" d'équilibristes en les posant les uns sur les autres progressivement

Sources et ressources

Surface de sustentation

Centre de gravité

l'équilibre

l'équilibre statique en physiologie

le centre de gravité


Mouvements et équilibres – Ouvrage de 2004 à l'attention des enseignants de maternelle de 65 pages, aux édition CRDP du Limousin ; co-écrit par M-T. Chastagnol, C. Fusetti et M. Saint-Georges.  

« La première partie se concentre sur l'observation et l'analyse des mouvements de rotation à partir de jeux d'engrenages et des objets quotidiens. Dans une seconde partie, des situations d'équilibre sont abordées à partir de l'utilisation de balances et de la construction de mobiles. »

Page de l'encyclopédie participative Wikipédia  sur l'équilibre, l'équilibre statique en physiologie et le centre de gravité



Dernière modification 4/06/2020 par user:Serge.

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