Parachute

L'activité se déroule dans une classe de cinquième année. C'est la première fois qu'on aborde le thème de la gravité. Afin de montrer aux élèves le lien entre ce concept scientifique et la résistance de l'air, une autre thématique qu'ils n'ont jamais abordé, nous les invitons à construire des parachutes qui ont but de ralentir la chute d'un Lego.

L'activité se déroule en deux périodes. 

La première période sert à amorcer le sujet, présenter les différents concepts.

Ils auront par la suite un petit devoir à réaliser à la maison (regarder l'animation)

La deuxième période sert à la réalisation de l'expérience et au bilan de celle-ci.

Isaac Newton est un philosophe, mathématicien, physicien, alchimiste et astronome britannique. Il élabore la théorie sur la gravitation universelle.

Il explique qu'une force existe qui est responsable d'un chute d'un corps en mouvement (la gravité).

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• Des sacs de plastiques
• Du fil
• Des Légos 
• Une paire de ciseaux
• Scotch 
• Un poinçon pour faire les trous

Première période:

• Commencer par présenter une vidéo explicative de la gravité: https://www.youtube.com/watch?v=4FvPlz-FzYI&ab_channel=ONF
• 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?
• 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?
• Souligner le fait que malgré la gravitation qui est exercée sur les deux formes, leur vitesse est maintenant différente.
• Demander aux élèves pourquoi. Lorsqu'ils comprendront que la force gravitationnelle varie en fonction de la masse de l'objet, l'enseignant peut introduire le concept de résistance de l'air.
• Présenter la vidéo de la plume et du marteau: https://www.youtube.com/watch?v=uAEPT8kPJYU&ab_channel=Aria_Beatz%CE%B7orth_man%27s
• faire comprendre aux élèves que la gravitation tire vers le bas, alors que la résistance de l'air tire vers le haut. C'est pour cela qu'en absence d'air, les objets de masses différents n'ont plus une force gravitationnelle qui les tires vers le bas.
• Aviser les élèves qu'ils ont la possibilité de revoir à la maison ce nouveau concept grâce à la vidéo en animation sur Powetoon.  (vidéo récapitulative)
  
• https://www.powtoon.com/online-presentation/fGvWXeYZMhx/?utm_medium=social-share&utm_campaign=player+page+share&utm_source=copy+link&utm_content=fGvWXeYZMhx&utm_po=11544707&mode=movie 

FORMULER UNE HYPOTHÈSE :

• Suite à la question de départ et aux observations de l'activité sur la résistance de l'air, les élèves pourront formuler leurs hypothèses. Exemple: Je pense qu'en construisant mon parachute, je choisirais de prendre un petit sac, car il prend moins d'espace, donc il ira descendre plus rapidement 

DÉROULEMENT :

• Mettre à disposition le matériel requis Indiquer aux élèves qu'ils ont 3 essais à produire. Pour chaque essai, calculer à l'aide d'un minuteur le temps de la chute de l'objet avec le parachute fabriqué Ils ont la possibilité de faire des réajustements entre chaque essai. (changer la dimension du sac)

BILAN dans le carnet :

• Le parachute que j'ai fait au départ a bien fonctionné ou n'a pas fonctionné? Pourquoi cela n'a pas bien fonctionné? Permettre aux élèves d'écrire ou de verbaliser leurs constats et leurs explications.

• Différence et ressemblances des parachutes
• Caractéristiques des parachutes qui ont bien fonctionné.

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. 

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

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

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Gravité 

Résistance de l'air 

Chute 

Pression 

Force d'attraction