COMMENT BOUGENT NOS OBJETS MECANIQUES

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM2.
Auteur
A. DOBELLI
Objectif
Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne.
Connaître des exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire.
Mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d'un objet.
Connaitre quelques unité de vitesse usuelles et des mouvements dont la valeur de la vitesse est constante ou variable.
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 19 octobre 2016
Modifiée le 26 août 2018
Statistiques
642 téléchargements
5 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Cette séance doit permettre à chaque élève de décrire les mouvements des éléments d'un mécanisme simple. Pour cela, ils doivent acquérir un vocabulaire spécifique et l’utiliser à bon escient après observation d'objets techniques.
Étude des différents types de mouvement
Un mécanisme, des organes
Qui dit mouvement, dit vitesse.
Transmission ou transformation du mouvement

Déroulement des séances

1

Observer les organes mobiles du vélo

Dernière mise à jour le 14 janvier 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Décrire les différents mouvements des objets mécaniques.
Durée
60 minutes (4 phases)
Matériel
Un vélo d'adulte
plusieurs vélos d'enfants
Grandes affiches blanches

1. Qu'est-ce qui bouge sur un vélo ?

groupes de 4 | 20 min. | recherche

"Sur un vélo, certaines parties peuvent être mises en mouvement, c'est à dire qu'elles peuvent bouger les unes par rapport aux autres. Par équipe de 4, vous allez lister tous les organes que vous pouvez mettre en mouvement. Vous pourrez venir toucher un des vélos mais à tour de rôle donc lorsque vous en aurez l'autorisation. En attendant, parce que vous avez tous déjà utilisé un vélo, vous pouvez commencer puis continuer votre recherche."

 

Les vélos peuvent être retournés avec l'aide de l'enseignante.

Si le nombre de vélos apportés est supérieur à 3, chaque groupe aura un carnet et établira la liste dans la cour où se trouverons les vélos.

 

Etablir une liste de tout ce qui peut bouger sur un vélo.

Vocabulaire attendu ou à transmettre : roue directrice, roue motrice, pédales, roues dentées (pignons, plateaux), chaine, patins ou plaquettes de frein, jantes, disque, câble, manettes de frein et de vitesse, bouchons de valve, amortisseurs, tige de selle, pneus.

2. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

De retour en classe, mise en commun.

 

Les propositions sont notées au tableau.

3. Les types de mouvement

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Distribuer une affiche à chaque groupe.

" Organiser l'affiche en 3 colonnes (voir tableau) : Mouvement rectiligne, mouvement circulaire, mouvement mixte : rectiligne et circulaire"

 

Recherche en groupe. Possibilité de venir observer un vélo (monté de la cour) en cas de doute.

4. Mise en commun

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Mise en commun

Reproduire le tableau sur une feuille de classeur. Le remplir (recopier au tableau) après validation par la classe.

 

MOUVEMENT RECTILIGNEMOUVEMENT CIRCULAIREMOUVEMENT MIXTE
câbleroue directricebouchon de valve
patins de freins à disquesroue motricechaîne
amortisseurpédalestige de selle
 roues dentées (plateaux et pignons)selle
 patins de freinspneus
 disques de freinschambres à air
 jantesleviers de serrage rapide
 manettes de freins et vitesse 

 

2

Réinvestissement et synthèse

Dernière mise à jour le 19 octobre 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Indiquer le type de mouvement des parties du vélo.
Durée
55 minutes (4 phases)
Matériel
Fiche d'activité 1A (Retz- Sciences CM1) : Des mécanismes en mouvement.
Remarques
Demander aux élèves de ramener de petits objets techniques de la vie courante qui peuvent être en mouvement.
Les mouvements de ces objets seront décrits collectivement en veillant à utiliser tout le vocabulaire appris.

1. Circulaire ou rectiligne ?

binômes | 10 min. | réinvestissement

Complétez les images de la fiche en symbolisant le mouvement par des flèches en respectant la légende.

 

Travail à réaliser au crayon à papier sans appuyer.

2. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Fiche projetée au VPI.

Pour les mouvements circulaires, demander aux élèves de repérer le centre de la trajectoire (c'est le centre de l'organe lui-même).

Pour le bouchon de valve qui combine les deux types de mouvement, on parle de de mouvement hélicoïdal. A dire aux élèves  mais ne pas insister car hors programme.

Corriger son travail. Utiliser deux couleurs différentes pour les deux types de mouvement.

indiquer la légende en bas de la feuille.

3. Phase 3

collectif | 15 min. | entraînement

Décrire le mouvement des objets apportés par les enfants : circulaire, linéaire ou mixte.

4. Synthèse- Trace écrite

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Elaborer la trace écrite (dictée à l'adulte)

La recopier.

 

Exemple de trace écrite

Le vélo est un objet technique complexe composé de mécanismes dont certains organes peuvent être mis en mouvement.

Les mouvements de base dessinent une trajectoire circulaire : rotation ou une trajectoire linéaire : translation.

Lexique :

Mécanisme : C'est l'association de pièces qui fonctionnent ensemble.

Mouvement rectiligne : l'objet en mouvement suit une ligne droite. C'est un mouvement de translation

Mouvement circulaire : l'objet en mouvement suit une ligne qui décrit un cercle. C'est un mouvement de rotation

3

LA VITESSE

Dernière mise à jour le 26 août 2018
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Évaluer des vitesses
Durée
45 minutes (4 phases)
Matériel
A afficher au VPI : photo de compteur et radar automobile
Photocopies : Fiche 2A (Retz) : A quelle vitesse ?

1. Compteur automobile et radar

collectif | 5 min. | découverte

Afficher les 3 photos et interroger la classe : De quoi s'agit-il ?

 

Deux compteurs et un radar de vitesse

Quelles vitesses sont indiquées par ces compteurs ?

 

90 km/h et 50 km/h

2. Donner une estimation de la vitesse de personnes, animaux ou objets

individuel | 15 min. | recherche

Distribuer la fiche.

Demander aux élèves de chercher la réponse aux exercices individuellement

 

Recherche individuelle

Possibilité de confronter ses résultats le temps que tout le monde ait fini.

3. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Favoriser l'argumentation des propositions.

Expliquer la notion d'accélération et de décélération  avec la situation problèmes de co-pilotes sur le tapis roulant.

4. Synthèse- Trace écrite

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Construction de la trace écrite en aidant les enfants par ces questions :

- Que faut-il pour qu'un objet ait une vitesse ? (Il doit être en mouvement).

- Qu'est-ce que la vitesse ? (C'est la distance parcourue par un objet en un temps donné).

- Quelles unités de vitesse connaissez-vous ? (km/h, m/S et tous leurs dérivés). (Dire qu'en Grande Bretagne et dans d'autres pays, c'est le mille qui est l'unité de vitesse).

- Comment appelle-t-on une vitesse qui ne varie pas ? (Une vitesse constante)

- Et si la vitesse augment et diminue ? Accélération et décélération.

Exemple de trace écrite :

Une vitesse est le rapport entre une distance parcourue et la durée de ce parcours (par coeur) . Moins on met de temps à réaliser un parcours, plus la vitesse est importante, et inversement.

Les unités de vitesse les plus utilisées sont : km/h (kilomètre par heure), m/s (mètre pas seconde). Mais il en existe bien d'autres comme (m/h, mm/s, mm/h...)

On parle de vitesse constante si elle ne varie pas.

Une vitesse peut être variable : si elle augmente, on parle d'accélération. Si elle diminue, c'est une décélération.(par coeur)

 

 

4

Ca tourne ou ça avance ?

Dernière mise à jour le 21 janvier 2017
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Comprendre le principe de la transmission de mouvement.
Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne.
Connaître des exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire.
Durée
75 minutes (5 phases)
Matériel
Photocopies : Fiche activité 1B Retz : Transmission du mouvement
Fiche activité 2B Retz : Mécanismes
Vidéo : mouvement de la roue d'un train.
Photos projetées au PVI : tendeur de guitare, clé à molette, système d'horlogerie.
photocopies : Fiche activité 2B Retz : Les principaux systèmes mécaniques
Fiche avec les différents mécanisme
animation : vis sans fin

1. Transmission du mouvement

individuel | 10 min. | recherche

Répondre aux questions de la fiche "Transmission de mouvement".

 

Il s'agit de fixer le vocabulaire utilisé pour décrire des mécanismes : moteur/récepteur/intermédiaire/transmission.

2. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

S'assurer de la compréhension du vocabulaire utilisé dans le document.

 

Le résultat sert de trace écrite et sera utilisé pour la suite de la séance

3. Etudier les mécanismes

collectif | 20 min. | recherche

Distribuer la fiche : "Mécanismes".(2 parties)

Lecture silencieuse du document 1

Expliquer le document

Donner des exemples (rappels de ce qui a été vu sur le vélo)

Dans le document 2, on vous propose 5 mécanismes qui combinent deux mouvements. Vous allez devoir colorier les organes (moteurs et récepteurs) de ces mécanismes et indiquer si leur mouvement est circulaire (rotation) ou linéaire (translation).

Vous cocherez ensuite les cases qui indiquent si le mécanisme transmet ou transforme le mouvement.

Réalisation en collectif de l'étude du mécanisme 1 concernant l'entrainement d'une roue d'un train.

Montrer la très courte vidéo sur ce mouvement.

Les élèves terminent l'exercice individuellement après avoir observé au  VPI la photo d'une clé à molette, d'un système d'horlogerie et d'un tendeur de guitare (plus visibles en photo que sur la fiche)

Organiser la mise en commun

4. Les grands systèmes mécaniques

collectif | 15 min. | recherche

Les mécanismes du document 2B que vous venez de compléter illustrent chacun un système mécanique. Vous devez reconnaitre de quel système il s'agit et chercher de nouveaux exemples pour chaque cas.

 

Engrenage : D, mécanisme d'horlogerie, perceuse, mixeur...

Poulies et courroie : B, entrainement moteur, ascenseur, grue...

Pignon et crémaillère : C, clé à molette, porte coulissante, réglage de microscope...

Piston, bielle et manivelle : A, roue motrice du train, moteur à explosion...

Vis sans fin : E, tendeur de guitare, tabouret de piano...

Pour chaque exemple, préciser s'il s'agit de transmission de mouvement ou transformation

5. Synthèse/Trace écrite

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Construire la trace écrite par dictée à l'adulte, avant de la recopier.

 

Exemple de trace écrite :

Lorsque l'homme invente des objets mécaniques complexes, il est souvent amené à utiliser des systèmes de base tels que les engrenages, poulies, pignons, crémaillères, bielles, manivelles, vis sans fin... Certains organes induisent un mouvement, ils sont appelés "moteur". D'autres reçoivent un mouvement et sont appelés "récepteurs". (faire souligner de 2 couleurs différentes)

Des organes intermédiaires comme les courroies et les chaines permettent de déplacer un mouvement d'un organe moteur à un organe récepteur.

Lorsqu'un mouvement est conservé, on parle de transmission de mouvement. Le mouvement est transformé lorsqu'il est modifé. On parle alors de transformation de mouvement.

Distribuer la fiche récapitulative des objets mécaniques.