Aperçu

Notes

3+ (8 ans et plus)

Temps

40 minutes par laboratoire

Question(s) essentielle(s) de l'unité

Comment peut-on mener une enquête pour observer les relations de cause à effet ?
Comment des machines simples facilitent-elles le travail ?

Compréhensions de l'unité

Les concepts suivants seront abordés tout au long de cette unité :

Qu'arrive-t-il à un objet lorsqu'une force lui est appliquée ?
Une machine simple est un dispositif qui change la direction ou la force et est utilisé pour faciliter le travail.
Comment articuler le but de l’enquête.

Résumé du laboratoire

Cliquez sur les onglets suivants pour obtenir un résumé de ce que les étudiants feront et apprendront dans chaque laboratoire.

Labo 1 – Plan incliné

Question principale: Comment un plan incliné affecte-t-il le travail ?

Les élèves utiliseront le kit VEX GO pour construire un plan incliné avec 3 niveaux de hauteur. Ils utiliseront cette construction pour étudier comment la hauteur et la force gravitationnelle affectent la distance parcourue par un objet après avoir roulé sur un plan incliné.

Les élèves testeront la distance parcourue par la roue bleue VEX GO après avoir roulé sur le plan incliné à 3 hauteurs différentes.

Les élèves seront guidés pour faire des prédictions basées sur les données des expériences et démonstrations précédentes.

Labo 2 - Levier

Question principale: Comment la force peut-elle être appliquée pour faciliter le travail ?

Les élèves construiront et testeront un levier à l'aide du kit VEX GO. Ils utiliseront cette construction pour explorer comment un levier peut faciliter le travail en réduisant la quantité de force nécessaire pour soulever un objet.

Les élèves examineront également comment le placement du point de pivot modifie la force nécessaire pour équilibrer chaque côté du levier.

Labo 3 - Roue & essieu

Question principale: Comment une machine simple affecte-t-elle le travail ?

Les élèves construiront une voiture à ressort avec le kit GO et utiliseront la voiture pour tester comment une roue et un essieu facilitent le travail.

Ils examineront comment la roue et l’essieu affectent la distance parcourue par la voiture à ressort. Ils utiliseront les données pour faire des prédictions et proposer des relations de cause à effet sur la façon dont la roue et l’essieu permettent à un objet de se déplacer plus facilement.

Labo 4 – Engrenages

Question principale: Comment une force change-t-elle lors de l'utilisation d'engrenages ?

Les élèves étudieront le transfert d’énergie à travers les engrenages. Ils construiront une horloge manuelle à l'aide du kit VEX GO et observeront les interactions entre les engrenages pour déterminer comment un engrenage affecte un autre.

Les élèves utiliseront les modèles observés dans le mouvement des engrenages pour prédire le mouvement d’un engrenage final.

Normes unitaires

Les normes de l'unité seront abordées dans chaque laboratoire de l'unité.

Normes scientifiques de nouvelle génération (NGSS)

NGSS 3-PS2-1: Planifier et mener une enquête pour fournir des preuves des effets des forces équilibrées et déséquilibrées sur le mouvement d'un objet.

Comment la norme est atteinte: Dans le laboratoire 1 : les élèves planifieront et mèneront une enquête pour explorer comment la force déséquilibrée de la gravité fait rouler la roue bleue sur un plan incliné pendant la section de jeu. Au cours de cette enquête, les élèves observeront également les relations de cause à effet entre la hauteur du plan incliné et la distance parcourue par la roue bleue. L'enquête consistera à faire des prédictions, puis à tester et à documenter la distance parcourue par la roue bleue lorsqu'elle descendra à différentes hauteurs du plan incliné sur leur feuille de collecte de données.

Dans le laboratoire 2 : Partie 1 de jeu, les élèves étudieront les effets du point de pivot sur la capacité du levier à travailler et à utiliser le moins de force possible. Dans la partie 1, ils testeront différents points de pivot du levier avec un disque de chaque côté. Les trois points de pivot créeront un poids déséquilibré entre les deux côtés du levier, indiquant des forces déséquilibrées. Dans la partie 2, les élèves utiliseront les données de leurs tests pour déterminer le meilleur emplacement du point de pivot afin de réduire la quantité de force nécessaire pour soulever trois disques, facilitant ainsi le travail.

Dans le laboratoire 3 : tout au long de la section Jeu, les élèves mèneront une enquête dans laquelle ils exploreront comment la roue et l’essieu affectent la distance parcourue par leur voiture à ressort. Les élèves étudieront cela en testant la distance que leur voiture à ressort parcourra avec et sans roues. L'enquête consistera à tester la distance parcourue par la voiture à ressort sans roues dans la partie 1, puis avec des roues dans la partie 2.

Dans le laboratoire 4 : Partie 1 : Jeu, les élèves collecteront des données basées sur le mouvement des engrenages. Ils enregistreront la taille de cet engrenage et de l’engrenage suivant dans la construction. Les élèves enregistreront et compareront également la vitesse de mouvement entre ces deux engrenages. Les élèves utiliseront les données de mouvement pour faire une prédiction pendant la pause de mi-jeu sur ce qui se passera si deux autres engrenages étaient ajoutés à l'horloge. Les élèves testeront leurs prédictions et les deux engrenages supplémentaires dans la partie 2 de Play. Dans la section Partager, les élèves partageront leurs résultats et leurs observations sur l’exactitude de leurs prédictions.

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