Au secours, je tombe ! CONSTRUCTION DE PARACHUTES

Défi technologique sur le thème de l’air et du vent.

Objectif

Construire un parachute descendant le plus lentement possible afin de ralentir au mieux la chute du bonhomme playmobil.

Textes officiels

Palier 2 Socle Commun 2006

Pratiquer une démarche scientifique ou technologique

- Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs Pistes de solutions - Exprimer et exploiter les résultats d’une mesure et d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit ou à l’oral Programmes BO juin 2008 Les sciences expérimentales et les technologies ont pour objectif de comprendre et de décrire le monde réel, celui de la nature et celui construit par l’Homme, d’agir sur lui, et de maîtriser les changements induits par l’activité humaine. Leur étude contribue à faire saisir aux élèves la distinction entre faits et hypothèses vérifiables d’une part, opinions et croyances d’autre part. Observation, questionnement, expérimentation et argumentation pratiqués, par exemple, selon l’esprit de la Main à la pâte sont essentiels pour atteindre ces buts ; c’est pourquoi les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d’une démarche d’investigation qui développe la curiosité, la créativité, l’esprit critique et l’intérêt pour le progrès scientifique et technique. […]Les travaux des élèves font l’objet d’écrits divers consignés, par exemple, dans un carnet d’observations ou un cahier d’expériences. La matière : l’air

Préalable

Les élèves proposent sur leur cahier d’expériences des solutions possibles au défi. Les solutions sont discutées. La proposition de fabrication de parachute est retenue. (Les autres solutions pourront faire également l’objet d’essais, au contraire).

Déroulement de la démarche technologique

SEANCE 1 : avec une voile ronde en papier

Problème n°1 : LA TAILLE DE LA VOILE

Faut-il utiliser une petite voile ou une grande voile ?

Tâtonnement expérimental et observation de la chute du bonhomme.

Proposer aux élèves une zone de lancement qui pourra leur laisser apprécier la chute du bonhomme (d’un étage, par exemple).

Les résultats sont consignés.

Résultat attendu : Les parachutes possédant une grande voile descendent plus lentement. Il faudra donc utiliser à chaque nouvelle expérience une grande voile.

Lien sciences et maths : le diamètre du cercle

SEANCE 2

Problème n°2 : LE MATERIAU EMPLOYE POUR LA VOILE

Quel matériau employé pour la voile ralentit le plus le parachute ?

Demander aux élèves de lister les matériaux utilisables possibles et de les tester en tenant compte du cahier des charges de la séance 1 : papier, carton, plastique, tissu...

Résultat attendu : C’est le plastique (poche poubelle) qui ralentit le plus nos parachutes.

SEANCE 3

Problème n°3 : LA FORME DE LA VOILE

Quelle forme de voile ralentit le plus le parachute ?

Lister les différentes formes de voile possibles pour nos parachutes : rectangulaire, carrée, ronde, autres...

Résultat attendu : Ce sont les parachutes à voile ronde qui tombent le plus lentement.

Lien sciences et maths (figures planes)

SEANCE 4

Problème n°4 : LE NOMBRE DE FICELLES

Combien faut-il attacher de ficelles à nos parachutes ?

Dans un souci d’optimisation du parachute, observation de parachutes et questionnement. Construction de parachutes à 4 ficelles, à 6 ficelles, à 8 ficelles et comparaison des temps de chute.

Insister sur le fait qu’un seul des facteurs de construction change dans cette situation : le nombre de ficelles (longueur des ficelles, taille de la voile, matériau de la voile et forme déterminés en amont).

Résultat attendu : Ce sont les parachutes à 8 ficelles qui descendent le plus lentement.

SEANCE 5

Problème n°5 : LA LONGUEUR DES FICELLES

Doit-on choisir des ficelles courtes (20 cm), moyennes (40 cm) ou longues (60 cm) ?

Il s’agit toujours d’améliorer les performances du parachute. Construction de parachutes avec ficelles de mesures différentes parachutes. Insister sur le fait qu’un seul des facteurs de construction change dans cette situation : la mesure des ficelles (nombre de ficelles, taille de la voile, matériau de la voile et forme déterminés en amont).

Lien sciences et maths : les mesures

Résultat : Ce sont les ficelles moyennes (40 cm) qui conviennent le mieux.

SEANCE 6

BILAN DES EXPERIENCES

Après de nombreuses réflexions et de multiples expériences menées en classe, le parachute idéal dans le cadre du défi serait :

Un parachute possédant une grande voile ronde en plastique avec huit ficelles fines longues d’environ 40 cm.

Lien avec histoire : les parachutes dans l’histoire depuis les travaux de Léonard de Vinci/ leur utilisation pendant les guerres mondiales. Lien avec la production d’écrits : rédiger un article sur le défi mené et les connaissances acquises. Rédiger la notice de fabrication pour une autre classe… Prolongement possibles

-Comment mesurer le temps de chute du bonhomme playmobil ?

- Pourquoi le parachute ralentit-il la chute du bonhomme ?