Comment pourrait-on transmettre un message oral à son voisin qui se trouve à plusieurs mètres de distance ? Mais attention : sans crier et sans téléphone nécessitant une énergie électrique pour qu'il puisse fonctionner.
Difficulté
Facile
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Acoustique, Physique
- Matériel et outils
Ficelle 
La ficelle est une corde constituer de plusieurs brins
Compas 
Sert a tracer des rond
Pot de yaourt 
Contenant du bon lait fermenté, nommé yaourt, fréquemment mangé en dessert. Souvent fabriqués en plastique, au lieu de les jeter tout de suite après avoir mangé le contenu, nous pouvons conserver nos pots de yaourt pour réaliser des expériences scientifiques.
Scotch 
Scotch transparent
Étape 1 - Préparer le matériel
- Une ficelle ou du fil assez solide (laine, fil à rôti, fil de coton, etc) d'au moins 2m. Elle doit être assez longue pour que si deux personnes se mettent chacune à un bout, elles ne puissent pas comprendre leurs chuchotements.
- Deux pots de yaourt en plastique (ou de compote, crème dessert, etc) vides et propres
- Un compas pour faire un trou dans les pots de yaourt
- Du scotch pour la fixation de la ficelle dans les pots
Pour aller plus loin
Peinture
Feuilles
Feutres
Différents types de ficelles (fil de fer, scoubidou, ficelle en coton/laine, etc)
Étape 2 - Préparer l'expérience
- Si les pots de yaourt ne sont pas propres, lave-les juste avant de commencer l'expérience.
- Une fois séché, à l'aide de ton compas perfore les pots d'un trou au centre de la base. Le trou ne doit pas être assez grand pour y glisser la ficelle mais assez petit pour que la ficelle soit retenue.
- Passe la ficelle à travers les trous depuis l'extérieur vers l’intérieur du pot de façon à ce que chaque pot soit à une extrémité et que les fonds des pots soient face à face.
- Fais un gros nœud à chaque bout de la ficelle pour qu'elle ne sorte pas des pots. Tu peux consolider l'attache des pots avec un morceau de scotch à l’intérieur.
Étape 3 - Réaliser l'expérience
Demande à quelqu'un de prendre un des pots, prends l'autre et écartez-vous l'un de l'autre jusqu'à ce que la ficelle soit bien tendue.
Écoute dans ton pot de yaourt pendant que l'autre personne chuchote dans le sien et vice-versa.
Que se passe-t-il ?
Étape 4 - Pour aller plus loin
Tu peux également essayer d'utiliser différents types de ficelles (fil de fer, scoubidou, ficelle en coton/laine, etc) pour voir comment améliorer ton téléphone !
Essaye maintenant de faire un tour au milieu de la ficelle autour d'une poignée de porte par exemple et essaye à nouveau de communiquer en tirant légèrement sur le pot pour tendre la ficelle. Que remarque-tu ?
Si tu le souhaites, tu peux décorer les deux pots à l'aide de feuilles et de feutre, tu pourras un ainsi scotcher tes décorations et avoir un téléphone personnalisé .
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Le son émis dans l'un des pots de yaourt est transmis dans l'autre. Si la distance est très grande il peut être déformé. Cette technique permet d'entendre un message secret à travers de longues distances, un peu comme un téléphone.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Si le fil est élastique la vibration aura du mal à se déplacer le long du fil.
De même si ton pot de yaourt est trop rigide il aura des difficultés à vibrer, et donc à transmettre le son.
Si la ficelle n'est pas bien tendue, elle ne vibre pas suffisamment.
Explications
Lorsque tu parle dans le pot de yaourt, le son va créer une vibration dans le pot puis dans la ficelle. Cette vibration va créer ce qu'on appelle une onde qui va déplacer le son tout le long de la ficelle pour arriver au pot de yaourt. Ainsi, la personne au bout du téléphone va entendre ce que tu dis !
Plus d'explications
Le son est une onde mécanique, tu peux l'entendre car elle fait vibrer les matériaux comme l'air. Cette onde fait plus précisément bouger les molécules de ces matériaux.
Lorsque tu parles dans le pot de yaourt n°1, le fond du pot de yaourt se met à vibrer. En vibrant, il fait vibrer à son tour la ficelle, et c'est la ficelle qui va restituer au pot de yaourt n°2 ces mêmes vibrations pour que tu puisses les entendre.
Comme le pot de yaourt est en forme de tube, il va concentrer les vibrations, et lorsque tu vas parler dedans tu feras vibrer immédiatement le fond du pot sans perte de vibrations dans l'air.
L'onde sonore fait vibrer les molécules. Si les molécules sont plus proches les unes des autres alors cette onde pourra se déplacer plus vite. Les métaux sont les solides qui ont les molécules les plus proches les unes des autres, ce qui en font des matériaux plus denses. Le lien qui pourrait être le plus efficace pour ton yaourtophone serait le fil de fer.
Applications : dans la vie de tous les jours
Le sol est suffisamment dense pour transmettre des vibrations sonores très rapidement. Si on colle son oreille sur le sol et que quelqu'un court à côté, on peut l'entendre. C'est une technique utilisée pour entendre un troupeau de chevaux au galop à une grande distance avant même de pouvoir les voir.
Notre propre corps peut vibrer avec le son. Lorsque tu entend une musique avec des basses fortes, tu peux sentir ton corps être traversé par elles.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Comprendre que le son est une vibration.
- Comprendre comment le son se transmet.
- Comprendre que le son se transmet différemment en fonction des matières.
Pistes pour animer l'expérience
Construire un réseau de discussion avec plusieurs yaourtophone et s'amuser à couper ou créer de nouvelles connexions.
Sources et ressources
L'émission C'est pas sorcier "Qu'est-ce qu'un son ?" sur Youtube
Le "Défi : construire un yaourtophone géant" avec On n'est pas que des cobayes sur Youtube
L'article wikipédia du téléphone à ficelle
Explication du téléphone à ficelle sur Slate.
Dernière modification 22/05/2020 par user:Bolido.
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