Les leviers et les balances

Discipline
Vivant, matière, objets
Niveaux
CE1, CE2.
Auteur
M. LUCAS
Objectif
- Comprendre la fonction et le fonctionnement d'objets fabriqués.
- Observer et utiliser des objets techniques et identifier leur fonction.
- Identifier des activités de la vie quotidienne ou professionnelle faisant appel à des outils et objets techniques.
Relation avec les programmes

Cycle 2 - Programme 2020

  • Comprendre la fonction et le fonctionnement d'objets fabriqués.
Dates
Créée le 11 mars 2020
Modifiée le 11 mars 2020
Statistiques
538 téléchargements
5 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Déroulement des séances

1

Découverte des leviers

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
- Observer et utiliser des objets techniques et identifier leur fonction.
- Trier des objets en fonction de leur mode de fonctionnement
- Repérer les trois types de leviers existants
Durée
40 minutes (2 phases)
Matériel
Images manuel Odysée page 175 (en numérottant les images) (a projetter)
TE (tableau avec les 3 types de leviers + schéma d'un levier)
Etiquette image manuel page 175 (par élève)
Cahier de sciences
Remarques
Couleurs des éléments: Pivot: Rouge - Levier: Vert - Force: Flèche

1. Trie de levier

binômes | 10 min. | recherche

Classer les objets en fonction de leur mode de fonctionnement. A votre avis quels objets fonctionnent de la même façon ?

Par 2, les élèves rangent les objets (par leur numéro), ils échangent sur le principe de fonctionnement des objets pour ainsi les regrouper par similitude. 

2. Construction des 3 familles de leviers

collectif | 30 min. | mise en commun / institutionnalisation

"Alors quels sont les classements que vous avez obtenu ?"

Proposer à un groupe de donner son trie, demander à d'autres groupes si leur classement est différent. S'il y en a les partager au groupe classe.

Si ce n'est pas fait lors des classements, apporter les 3 types de leviers. 

Distribution de la TE avec le tableau à compléter + les images à découper pour les élèves

Découper les étiquettes images et les PLACER dans le tableau. Les élèves pourront coller avec la correction collective. 

Cet exercice permet de savoir si les élèves ont compris le classement. 

Correction collective, les élèves peuvent ainsi coller les images. 

2

Soulever une charge lourde

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
•Comprendre le fonctionnement du levier
•Nommer les différentes parties d’un levier
•Faire émerger les hypothèses
•Réaliser un dessin de ses conceptions
Durée
40 minutes (4 phases)
Matériel
Cahier de sciences
Une règle rigide (levier) •une gomme (pivot) •un objet lourd (la trousse) la force utilisée sera celle du petit doigt.
Vidéo Canopé: Les leviers: Les principes
Photo page 177

1. Mise en place du questionnement

collectif | 5 min. | découverte

Présentation de l'image (page 177): un train bloque sur les rails par un rocher. 

A votre avis, comment retirer ce rocher des rails pour laisser circuler le train ? 

Donnent leur avis sur la situation 

Il faut utiliser un système de levier (une barre rigide, une pierre) 

2. Phase 2

collectif | 20 min. | recherche

Comment soulever un objet lourd avec un minimum de force grâce à un levier ?

3 hypothèses vous sont données.

1) Le pivot est vers l’objet

2)  Le pivot est au milieu

3)  Le pivot est vers la force

Vous écrivez votre hypothèse à vous :  Je pense que le numéro … est le plus facile.

On fait un petit sondage : qui pense que c’est le numéro ….le plus facile ?

L’hypothèse n°1

Manipulations individuelles :

Vous allez maintenant tester votre hypothèse et vous validerez ou pas. Vous testerez également si la charge monte plus haut avec une plus grande règle. 

Vous réaliserez un schéma de l'expérience réalisée. 

 

3. Phase 3

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Retour sur les expériences des élèves. Laquelle a fonctionné ? 

Synthèse: Plus on éloigne le pivot de la charge (cas n°3) pl us c’est difficile à soulever, mais la charge monte plus haut. Plus on rapproche le pivot de la charge (cas n°1),  plus c’est facile à soulever, mais la charge monte moins haut.

 

4. Vidéo Canopé

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Visionner la vidéo de Canopé

3

Exercices sur les leviers

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Reconnaitre et nommer le type de leviers de chaque objet
Expliquer ce qu'est un levier
Connaitre le schéma du système de levier
Durée
45 minutes (2 phases)
Matériel
Fiche exercice

1. Phase 1

collectif | 30 min. | entraînement

Voici une fiche exercice qui reprend ce que l'on a fait dans les séances précédentes. 

Dans le 1er exercice il faut indiquer si les objets sont des leviers ou non. Si c'est le cas, il faut indiquer de quel type de levier il s'agit. 

Dans les exercices suivants, il faut répondre aux questions. 

2. Phase 2

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Correction collective 

4

Bilan

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Connaître le vocabulaire propre aux leviers
Expliquer à quoi sert un levier et savoir s’en servir dans des situations différentes
Identifier les objets utilisant le principe du levier
Durée
45 minutes (1 phase)
Matériel
Bilan

1. Phase 1

collectif | 45 min. | découverte

Bilan

5

Les balances

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Connaitre le principe des balances
Durée
45 minutes (5 phases)
Matériel
Balance de Roberval - poids - objets
règle - crayon à papier - pierres
fiche expérience mon petit labo

1. Présentation du matériel de manipulation

collectif | 5 min. | découverte

Présenter aux élèves l'expérience à réaliser

Vous allez devoir trouver un ou des objets de poids égal pour que la barre rigide se retrouve à l'horizontale. Identifier où est le pivot, la force et la charge. 

2. Manipulation

groupes de 6 | 15 min. | découverte

Par groupe: 1 balance - 1 pomme - des objets pour trouver l'équilibre 

Les élèves recherche ensemble la totatlité d'objet nécessaire pour l'équilibre puis recherche les différents éléments du système de pivot. 

3. Phase 3

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Retour sur la manipulation. 

Vérifier si les groupes ont bien repérer les éléments du système de levier.

Maintenant, vous allez réaliser une nouvelle expérience. Il faut mettre en équilibre deux objets de poids différents. Pour cela vous avez besoin d'une règle, d'un crayon à papier et de deux pierres.

4. Phase 4

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Mise en place de l'expérience par groupe de 4. 

 

5. Phase 5

collectif | 5 min. | découverte

Conclure l'expérience: Pour mettre en équilibre des objets de poids différents; il faut placer l'objet le plus lourd un peu plus vers le centre. 

Conclure la séance: Nous retrouvons un système de levier dans le mécanisme des balances.

6

Ateliers de réinvestissement

Dernière mise à jour le 11 mars 2020
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Utiliser des leviers et des balances
Corriger son bilan
Durée
45 minutes (1 phase)
Matériel
balances - leviers (pinces diverses, paire de ciseaux, casse noix...) - bilans corrigés

1. Phase 1

collectif | 45 min. | réinvestissement

3 ateliers en rotation toutes les 15 minutes:

- Correction des bilans 

- Manipuler des balances: utiliser des objets divers pour mettre en équilibre les balances de Roberval + les balances "fabriquées" avec les règles et crayons

- Manipuler des leviers: utiliser divers outils utilisant un système de levier