Le parachute

Groupe coopératif de la région de Laval, des Laurentides et de Lanaudière, avec la collaboration des commissions scolaires de la Pointe-de-l'ÃŽle et Marguerite-Bourgeoys Personne-ressource : Marcel Thouin, 2003

LISTE DE MATÉRIEL

• Matériaux apportés par les élèves : petits sacs de plastique d'épicerie ou de magasin, petits sacs à poubelle, sacs à pain, essuie-tout, morceau de tissu léger (nylon ou autre), etc.
• Ficelle, corde, ruban adhésif, ciseaux, poinçons
• Petit personnage en plastique ou pâte à modeler , petite boite (exemple boite de raisins secs) ou autre objet pour accrocher au parachute
• Montre ou chronomètre

-À la surface de La Terre, tous les corps qui opposent une résistance négligeable à l'air tombent avec une même accélération de 9,8m/s2. Toutefois, une plume ou une feuille de papier non froissée tombent plus lentement qu'une bille ou qu'une feuille de papier froissée en raison de la résistance de l'air.

-Sur la Lune la résistance de l'air est inexistante. L'observation d'une vidéo démontrant  un astronaute qui laisse tomber une plume et un marteau en même temps le démontre bien :
https://www.youtube.com/watch?v=vb2GDgTGa3g

http://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/laurent-olivier/2013/07/06/enigme-lunaire-plume-marteau

-Un parachute ralentit la vitesse de chute d'un objet ou d'une personne, grâce à sa surface qui augmente la résistance de l'air (résistance aérodynamique).  Au moment de l'ouverture du parachute, la surface augmente soudainement, ce qui augmente aussi la résistance aérodynamique et fait diminuer la vitesse de la chute de l'objet (ou de la personne) attaché au parachute. De façon générale, les modèles de parachutes efficaces sont faits d'un matériau très léger et comportent un assez grand nombre de ficelles assez longues.

Source des informations :

Thouin, Marcel, Résoudre des problèmes scientifiques et technologiques au préscolaire et au primaire, Éditions Multimondes, 2006, pages 52-53

SAÉ Le parachute (guide pédagogique),  Groupe collaboratif Laval Laurentides, Lanaudière, 2003

• Amorcer l'activité en présentant une mise en situation où l'utilisation du parachute est essentielle. Exemples: livraison d'un colis par voie aérienne, découverte d'une région inaccessible par voie terrestre, etc.
• Activer les connaissances antérieures des élèves. En page 1 du carnet, l'élève peut dessiner un parachute tel qu'il le conçoit.
• Présenter différents modèles de parachutes: illustrations, vidéos, etc. de parachtutes et de montgolfières afin de les différencier.
  
• Établir les caractéristiques d'un parachute: toile, cordages, absence de nacelle, etc.
  
• Présenter la question dans le carnet de l'élève (page1) : Comment peut -on construire un parachute qui descendra le plus lentement possible?
  
• Pour aider les élèves à formuler leurs hypothèses, il est grandement suggéré de réaliser l'activité de préparation sur la résistance de l'air.
  

Cette activité de préparation permettra aux élèves de planifier la réalisation de leur parachute en tenant compte de la résistance de l'air. L'enseignant peut se référer à la section CONCEPTS SCIENTIFIQUES au besoin.

1. Présenter aux élèves deux feuilles de papier identiques.
   

Questionnement et discussion avant l'expérimentation : Si je laisse tomber les deux feuilles, quelle feuille touchera le sol en premier?

Échanges après l'expérimentation : Que s'est-il passé?

2.Froisser une des deux feuilles de papier et reprendre l'expérimentation.
Questionnement et discussion avant l'expérimentation : Si je laisse tomber les deux feuilles, quelle feuille touchera le sol en premier?

        Après l'expérimentation : Que s'est-il passé? Peux-tu l'expliquer?

FORMULER UNE HYPOTHÈSE :

1. Suite à la question de départ et aux observations de l'activité sur la résistance de l'air, les élèves pourront formuler leurs hypothèses.

2. Pour les aider, il est suggéré de reformuler la question de départ afin de la rendre plus explicite :

Pour construire un parachute qui descendra le plus lentement possible, quel matériau pourrais-tu  prendre pour remplacer le tissu utilisé dans un parachute réel?

3. Verbaliser et partager les hypothèses.

4. A la suite de cette activité, demander aux élèves de rapporter un matériau de la maison qui leur permettra de fabriquer la toile de leur parachute.
Voici un exemple de lettre qui pourrait être envoyé aux parents :
Je vais construire un parachute en classe. J'ai besoin d'un ou de plusieurs matériaux pour fabriquer la toile. Le matériau ou les matériaux que j'aimerais apporter sont  encerclés, mais je peux aussi en choisir un autre dans la liste si c'est impossible.

DEROULEMENT :

1. Dans le carnet, dessiner un premier prototype du parachute qui sera construit. Indiquer et identifier le matériel qui sera utilisé à l'aide de flèches.

2. Organiser la classe pour une gestion de matériel efficace. Exemples : déterminer des rôles ou numéros aux élèves, préparer des ensembles de matériel pour les équipes , etc.

3.  Rappeler la question de départ et le but de la conception.

4. Permettre aux élèves de s'ajuster tout au long de leur réalisation.

5. Prévoir un endroit pour réaliser les essais (descentes des parachutes)  : exemple cage d'escalier, module de jeux extérieur, etc.

6. Réaliser les essais et noter les temps de descente en secondes dans le carnet.

7. Dessiner le prototype final dans le carnet.

BILAN dans le carnet :
Le matériau que j'ai choisi au départ a bien fonctionné ou n'a pas fonctionné?
Permettre aux élèves d'écrire ou de verbaliser leurs constats et leurs explications.

Discussion de groupe :

-Ressemblances et les différences entre les parachutes
-Caractéristiques des parachutes qui ont bien fonctionné.
-Faire des liens avec le concept de la résistance de l'air exploré en activité de préparation.