Situation 1 :
Vous avez sans doute pu apporter une grande bouteille plastique vide (eau minérale ou autre) dans la classe, ou, votre maître ou votre maîtresse l’a déjà apportée.
Découper soigneusement le fond de la bouteille plastique. La déboucher en conservant le bouchon.
Prévoir ce qui se passe si on l’enfonce verticalement -par le fond de la bouteille - dans l’eau.
Prévoir ce qui se passe si on fait la même chose en ayant fermé la bouteille avec le bouchon.
Vous pouvez décrire
avec des dessins ou des phrases ce que vous pensez.
Conseils pour les enseignants :
Vous avez quelques jours avant de mener la séance, demandé aux enfants de se procurer et d’apporter une grande bouteille en plastique, vide (de type eau minérale ou autre) ; sinon, vous réunissez les bouteilles à raison de 1 bouteille pour deux ou trois enfants. Penser également à disposer d’un aquarium (type plastique que l’on trouve à bas prix dans les grands magasins, ou par correspondance chez les fournisseurs tels que Pierron ou Jeulin ou ....) pour trois ou quatre enfants (ils doivent être transparents pour observer à travers la paroi ce qui se passe) Vous présenter la situation aux enfants.
Vous leur faites prévoir, sur leur cahier d’expériences, ce qui va se produire. Après réalisation, les élèves observent, notent ce qu’ils voient et représentent ce qu’ils ont observé.
Arriver
à l’idée que "quelque chose d’invisible"
empêche l’eau de pénétrer dans la bouteille et résiste
à son enfoncement dans l’eau lorsqu’elle est fermée.
Provoquer des explications : la notion d’air est généralement
évoquée comme une hypothèse.
Situation 2 :
Comment mettre en évidence la présence d’air dans la bouteille ?
Représentez les expériences que vous pensez faire.
Conseils pour les enseignants :
Pour mettre en évidence la présence d’air : il suffit de percer la bouteille.
Les élèves peuvent placer leurs joues, leurs mains près de l’ouverture afin de ressentir le déplacement de l’air.
On peut aussi mettre un mélange d’eau et de liquide vaisselle (ou d’eau et de savon) près de l’ouverture, on verra alors des bulles se former et se déplacer. Les bulles indiqueront que l’air sort de la bouteille.
Autre possibilité pour la Situation n°2 :
On veut réparer un bateau pneumatique...mais on ne trouve pas le trou...comment faire ?
Un sachet plastique gonflé à l’air - par exemple en l’agitant puis en le fermant,ou, en soufflant dedans (auquel cas ce sera de l’air expiré) puis en le fermant - que l’on troue sous l’eau peut faire office de simulation-réalité.
Dès que l’on a mis en évidence la présence de bulles : il faut dessiner. Puis on commente et on regarde si ce que l’on a dessiné est conforme à la manipulation : oui / non.
Dire ce qu’on voit, d’où l’occasion d’aborder les notions de "droit" (rectiligne), de "perpendiculaire à la surface de l’eau", de "verticale" (il est fortement conseillé alors de faire une petite étude de la surface de l’eau, avant ou après l’air.
Si
c’est après l’air, on laissera de côté le vocabulaire
nouveau "vertical" pour ne l’aborder qu’après le
mot nouveau "horizontal" construit avec l’horizontale de la
surface libre de l’eau au repos).
Situation 3 :
Jeu :
Qui le premier, réussit à transvaser son air d’un verre dans l’autre, (ou d’un flacon dans un verre ?).
Comment s’y prend-on ?
Ecrivez le protocole pour y parvenir.
Conseils pour les enseignants :
L’enseignant veillera à faire retenir que l’air peut être transvasé.
À cette occasion, on fera préciser aux élèves la direction des bulles (toujours verticale, sauf si l’orifice est placé au plus bas du récipient auquel cas les bulles remontent d’abord le long de la paroi puis s’échappent verticalement) , la manière dont elles sortent du verre pour aller dans le bocal (bocal qui doit donc être placé à la verticale de la naissance des bulles), la présence d’une surface de l’eau dans le verre (souvent inapperçue des enfants : d’où la situation n°4 suivante comme jeu).
Prolongements
possibles : la classe pourra rechercher comment le gaz de ville est acheminé
vers les habitations
Situation 4 :
Jeux :
1. Faire flotter une bougie et un bateau sous l’eau .
2. Enfoncer un mouchoir dans l’eau sans le mouiller .
.....il faut un peu de ruse...amusez-vous !
Renseignez-nous
quand vous aurez trouvé (un dessin bien soigné et bien clair...et
une explication).
Conseils pour les enseignants :
Il s’agit avec ces jeux de permettre aux élèves de réinvestir les savoirs qu’ils viennent de construire au cours des séances précédentes. Notamment, que la surface libre de l’eau sépare toujours l’air et l’eau dans un récipient en partie rempli d’eau et d’air. On observera aussi qu’en enfonçant peu à peu le récipient plein d’air retourné dans l’eau, la hauteur d’eau qui apparaît au bas de celui-ci augmente progressivement tandis que l’air prisonnier résiste davantage : sa pression augmente. L’air qui demeure prisonnier au-dessus de l’eau et enfermé, permet donc à la bougie de brûler un moment, jusqu’à ce que tout l’oxygène soit consommé par la combustion de la bougie. Les gaz qui restent à la fin de l’expérience sont : l’azote de l’air initial, du gaz carbonique produit par la combustion, et le reste qui se trouvait déjà présent (diverses traces de poussières, vapeur d’eau, gaz rares, etc.). Le mouchoir étant bloqué au fond du verre, il se trouve dans l’air -même lorsque le verre est au fond de l’aquarium (la hauteur d’eau dans le verre est trop faible pour atteindre le fond du verre). À ce stade des connaissances, les maîtres veilleront à obtenir des schémas d’expériences corrects, avec les niveaux d’eau soigneusement représentés (toujours horizontaux).
Situation 5 :
Questions :
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Comment faire pour le savoir ?
Conseils pour les enseignants :
Il est nécessaire de procéder à des pesées pour parvenir à une formulation du type : Dans les mêmes conditions, plus il y a d’air, plus le ballon est lourd. L’air a une masse. L’air est donc une matière.
C’est l’automne..les feuilles des arbres se mettent à tomber.
Lorsque plusieurs feuilles se détachent en même temps, que se passe-t-il ?
Pour quelle(s) raison(s) ne tombent-elles pas toutes de la même façon ?
Pour prouver vos opinions, vous devez démontrer leur justesse par des expériences.
Peut-on prévoir quelques règles dans la chute des feuilles ?
Pensez-vous que la découverte du savant Newton sur la
chute des corps est en accord avec vos travaux ? Quelle différence entre
ses expériences et les vôtres ?
Conseils pour les enseignants :
D’abord, d’écrire ou de dessiner ce qu’ils ont remarqué à l’automne à propos des arbres.
Puis, ayant fait le constat de la chute des feuilles, demander quelles feuilles arrivent par terre en premier.
Travailler sur les différentes paramètres : masse, surface de contact avec l’air.
Pour ne faire varier qu’un paramètre : prendre des feuilles A4 identiques (même masse) et faire varier la surface de contact avec l’air (feuille froissée, feuille pliée, etc.).
Recourir soit aux dictionnaires ou encyclopédies
pour avoir des informations sur Newton (savant anglais 1642 - 1727 ), ou sur
internet (avec le moteur de recherche www.google.fr) demander "biographie+de+newton"
ou newton.