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S’amuser avec l’énergie

Qu’ont en commun les cerfs-volants, les circuits électriques, les moulins à eau et les fours solaires? Tous fonctionnent avec de l’énergie et tu peux t’amuser à tous les fabriquer à la maison. Crée d’étonnants jouets en te servant de l’électricité et de l’énergie venant du vent, de l’eau et du Soleil. L’énergie nous entoure de tous les côtés. Pourquoi donc ne pas en utiliser une petite partie pour avoir un peu de plaisir?  

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Va faire voler un cerf-volant! Depuis des siècles, les humains utilisent le vent pour gonfler les voiles de ses navires et de ses embarcations pendant qu’ils traversent les océans. Un vent fort peut faire chavirer un grand voilier, mais quand une brise légère souffle, elle peut être une amie agréable si tu as un cerf-volant avec toi. Apprends comment jouer avec le vent en construisant ton propre cerf-volant chez toi et en le faisant voler. Matériel :

plan imprimé d’un cerf-volant (inclus dans la présente trousse)

une paille ou brochette en bois un perce-trous simple de deux à trois mètres de ficelle

crayons à colorier ou marqueurs

banderoles ou rubans pour la queue du cerf-volant

ruban gommé Au travail! 1. Imprime le modèle de cerf-volant à deux faces, ou colle ensemble

deux pages à face simple, dos à dos. Décore les images avec des crayons à colorier ou des crayons marqueurs de couleur.

2. Plie le papier en suivant les lignes pointillées A tracées à l’endos du modèle, de manière que le côté coloré soit visible.

3. Plie le papier en suivant les lignes B et C de manière à lui faire prendre la forme d’un accordéon.

4. Pour conserver la forme pliée ainsi obtenue, mets du ruban gommé à l’endos, le long des lignes B et C.

5. Pour renforcer le cerf-volant, fixe la paille ou la brochette entre 1 et 2, avec du ruban gommé. 6. Pour fabriquer la queue du cerf-volant, fixe les banderoles ou les rubans aux parties D et E. 7. Pour attacher le cerf-volant à la ficelle, place tout d’abord un petit morceau de ruban gommé sur

les deux X inscrits sur le côté illustré du modèle. 8. Perce un trou dans le papier et le ruban gommé. Celui-ci renforcera le trou et l’empêchera de se

déchirer quand la ficelle tirera sur le cerf-volant dans les airs. 9. Fais passer la ficelle dans le trou et fais un nœud. Plus la ficelle sera longue, plus le cerf-volant

montera haut. 10. Amuse-toi : sors dehors, déroule la ficelle et commence à courir pour faire décoller ton cerf-volant. Étape 2 Étape 3 Étape 5 Étape 9 Étape 10

Avant d’étudier les principes du vol et d’inventer l’avion, Orville et Wilbur Wright ont examiné l’art de faire voler un cerf-volant. L’inventeur canadien Alexander Graham Bell a lui aussi conçu et fait voler des cerfs-volants capables de soulever un homme et le tenir dans les airs pendant sept minutes.

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La folie des circuits souples

Fais une expérience en fabriquant tes propres circuits électriques faciles à utiliser et sans danger. Utilise des ingrédients ordinaires que l’on trouve dans la cuisine pour préparer une pâte maison que tu façonneras pour en faire des fils dans ton circuit. Cette activité permet d’explorer deux sortes de « fils » de pâte. D’abord, il y a la pâte conductrice qui laisse passer l’électricité, puis il y a la pâte isolante qui empêcher l’électricité de circuler en elle. Avec les deux genres de pâte, tu vas créer un circuit pour allumer un voyant DEL (diode électroluminescente). Matériaux durs :

pile de 9 V et porte-pile avec

fils conducteurs (voir la photo) un voyant DEL (vendue dans

les magasins de fournitures électroniques)

une casserole un bol un emporte-pièce

(facultatif)

Confectionner une pâte conductrice Ingrédients :

250 ml de farine 60 ml de sel 5 ml d’huile végétale

25 ml de poudre à pâte 250 ml d’eau colorant alimentaire

1. Mélange ensemble la farine, le sel et la poudre à pâte dans une casserole. 2. Incorpore lentement au mélange l’eau, l’huile végétale et le colorant alimentaire. 3. Avec l’aide d’un adulte, amène le tout à ébullition sur un feu d’intensité moyenne en

mélangeant constamment. 4. Quand le mélange prend la forme d’une boule, retire la casserole du feu et place la pâte sur une

surface saupoudrée de farine. Laisse-la refroidir pendant quelques minutes avant d’y toucher. 5. Quand la pâte s’est refroidie, pétris-la avec les mains. Si elle est trop molle, ajoute de la farine;

si elle est trop dure, ajoute de l’eau. 6. Tu peux conserver ta pâte pendant deux semaines dans un sac de plastique. N’oublie pas

d’inscrire le mot « conductrice » sur le sac.

Créer un circuit simple N’utilise que la pâte conductrice pour créer un circuit simple. L’électricité doit se rendre de la pile au voyant DEL, puis retourner à la pile. Insère un fil conducteur dans chaque morceau de pâte. Puis, fixe chaque fil au voyant dans la pâte et vois le voyant DEL s’allumer quand l’électricité circule dans ton circuit. Si le voyant DEL ne s’allume pas, inverse la position des fils du voyant d’un morceau de pâte à l’autre.

Pile de 9 V avec porte-pile et voyants DEL

Un circuit simple fait de « fils » de pâte mauve conductrice.

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électrons

pile

DEL

circulation des électrons

- - - - - - -

- - - - - - -- - - - - - - (1)

(2)

(3)

(4)(5)

fil

Confectionner une pâte isolante Ajoute la pâte isolante à ton circuit pour créer de nouvelles voies pour l’électricité. Quand tu conçois ton circuit, rappelle-toi que la pâte isolante bloque le passage de l’électricité; par conséquent, utilise la pâte conductrice pour maintenir la circulation de l’électricité. Ingrédients :

250 ml de farine 125 ml de sucre

15 ml d’huile végétale 125 ml d’eau

1. Mélange ensemble la farine, le sucre et l’huile végétale

dans un bol. 2. Incorpore lentement l’eau au mélange. 3. Transfère la pâte sur une surface saupoudrée de farine et pétris-la

avec les mains, en ajoutant de la farine jusqu’à ce qu’elle acquière une consistance élastique.

4. Tu peux conserver ta pâte pendant deux semaines dans un sac de plastique. N’oublie pas d’inscrire le mot « isolante » sur l’étiquette.

Maintenant, avec les deux genres de pâte, tu peux donner libre cours à ton imagination pour créer tes propres circuits. Tresse la pâte pour faire un circuit en zigzag, ou utilise un emporte-pièce pour donner de belles formes à tes circuits. Découvre comment l’électricité va de la pile au voyant DEL : pour cela, place plusieurs voyants DEL à divers endroits le long de ton circuit. Regarde la vidéo intitulée La folie des circuits souples sur le canal YouTube du Musée pour en savoir plus sur cette activité : www.youtube.com/mstcweb.

L’électricité est produite par le mouvement de minuscules particules à charge négative appelées électrons et illustrées ici par . Les électrons en mouvement produisent ce que nous appelons un courant dans une matière conductrice telle que les fils électriques ou notre pâte conductrice. Le courant électrique ne peut exister que si les électrons peuvent parcourir une boucle ou un circuit en revenant à la pile, comme le montre le diagramme, à droite. 

-

Dans le diagramme, les électrons (1) part de la pile, puis, passant (2) par le fil conducteur, il se rend à la DEL (3) pour l’allumer; ensuite, il emprunte le deuxième fil conducteur (4) pour revenir finalement (5) à la pile. 

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La puissance de l’eau L’eau est une importante force dans la nature; elle peut circuler à de grandes vitesses pour actionner des machines et des moulins de tous les genres. Les premiers pionniers se sont installés près des cours d’eau pour pouvoir utiliser les technologies de l’époque. Aujourd’hui, 60 %1 de toute l’électricité produite au Canada est issue de la force de l’eau traversant les barrages. Voyons maintenant comment tu peux construire ton propre moulin à eau et lever des objets lourds avec l’eau. Matériaux : une assiette à tarte en aluminium de 3 à 6 petits gobelets en plastique une brochette en bois 50 cm de ficelle un ruban gommé résistant à l’eau (ruban

isolant ou à conduits)

une cruche ou un contenant d’eau

un gros seau un petit poids (par exemple des clés ou un

boulon)

Au travail! 1. L’assiette d’aluminium sera le centre pivotant de la roue à eau. Perce un

trou en son centre avec un stylo ou une brochette. 2. Les gobelets seront disposés autour du centre pivotant et seront les

godets de la roue à eau. Pour cela, fais des marques à intervalles égaux autour de l’assiette, soit une marque pour chaque gobelet que tu comptes fixer à la roue.

3. Utilise le ruban à conduits ou le ruban électrique pour fixer chaque gobelet vis-à-vis de chaque marque que tu viens de faire, autour de la face extérieure de l’assiette.

4. Pour créer une tige centrale, passe une brochette en bois dans le centre de l’assiette. Assure-toi que l’assiette tourne facilement autour de la tige sans s’accrocher.

5. Attache un petit poids à un bout de ficelle de 50 cm de longueur. À l’aide du ruban gommé, fixe l’autre extrémité de la ficelle à une extrémité de la tige.

6. Pour faire tourner la roue, demande à un ami de tenir les deux extrémités de la tige au-dessus de l’évier ou d’un seau pour y recueillir l’eau répandue. Verse l’eau sur la roue au moyen d’une cruche d’eau ou d’un contenant et observe la ficelle s’enrouler autour de la tige et faire monter le poids.

Recycle tes matériaux Il est toujours important de réutiliser et de recycler tes matériaux pour aider la planète. Essaie de te servir de l’eau récupérée dans le seau pour arroser ton jardin ou tes plantes d’intérieur, et recycle ton assiette d’aluminium et tes gobelets de plastique ou réutilise-les pour fabriquer ton prochain moulin à eau.

En tombant, l’eau exerce une pression sur les pales (les gobelets), ce qui fait tourner la roue centrale. Tandis que la ficelle s’enroule autour de la tige, un travail est exécuté, et le poids s’élève dans les airs. 

1 Environnement Canada, 2010. www.ec.gc.ca 

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Four solaire Savais-tu que tu peux faire cuire un délicieux repas avec l’énergie du Soleil? Beaucoup de gens se servent d’un four solaire pour chauffer les aliments et l’eau, en captant les rayons du Soleil dans une assiette ou une boîte réfléchissante pour fabriquer un petit four. Voyons maintenant comment tu peux construire ton propre four solaire pour cuire quelques plats délicieux. Matériaux Une grande boîte et son

couvercle (par exemple une boîte à pizza ou à souliers propre)

Un mètre de pellicule d’aluminium

Une paire de ciseau bien aiguisés Un bâton de colle

Papier de bricolage noir Film de plastique Une paille à boire Ruban gommé

Au travail! 1. Découpe trois côtés d’un carré dans le couvercle de la boîte à pizza

pour créer un rabat comme le montre l’image (a). Laisse de 2 à 3 cm du couvercle autour des extrémités du rabat.

2. Pour créer une surface réfléchissante à l’intérieur de la boîte, ouvre-la et couvre tous les côtés avec la pellicule d’aluminium, y compris le rabat que tu viens de découper.

3. À l’intérieur de la boîte, colle au fond une feuille de papier de

bricolage noir. Le papier noir absorbera toute lumière réfléchie ou la chaleur issue de l’intérieur de la boîte, de sorte que ta nourriture restera bien chaude.

4. Pour emprisonner la chaleur dans ton four, ferme la boîte et soulève le rabat pour couvrir l’ouverture avec le film de plastique. Fixe le film fermement en place avec du ruban gommé pour garder la chaleur à l’intérieur, comme le montre l’image (b).

Comment utiliser ton four solaire

5. Place tes ingrédients sur une assiette ouverte

ou dans un bol, puis ouvre ton four solaire et mets l’assiette sur le papier noir. Ferme le couvercle et soulève le rabat.

6. Mets ta boîte au soleil et incline le panneau réfléchissant pour capter le plus de rayons possible. Une fois le bon angle trouvé, maintiens le rabat ouvert avec une paille, comme le montre l’image (c).

La durée de cuisson dépend de l’intensité de la lumière du Soleil et du genre de plat que tu prépares. Regarde par le couvercle de plastique pour voir quand le plat est cuit.

(a) 

(b) 

(c) 

PIZZA

rabat

PIZZA

film de plastique

ruban

papier noir

FOUR SOLAIRE

paille

rayonsréfléchis

N’emploie pas de viandes, d’œufs ou du poisson; ces produits peuvent être dangereux s’ils ne sont pas bien cuits. Essaie plutôt une recette de biscuits graham au chocolat et à la guimauve, ou encore de réchauffer une mini-pizza, une pomme ou des nachos.

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Pour la plupart de ces expériences et recettes, des articles de cuisine ordinaires suffisent. Voici tout de même une liste des ingrédients et matériaux qu’il te faudra peut-être emprunter ou acheter :

 

  

       

pile de 9 V et porte-pile avec fils conducteurs

au moins un voyant DEL pailles rigides ou brochettes en bois perce-trous simple ficelle banderoles ou rubans une assiette à tarte en aluminium

3 à 6 gobelets de plastique ruban à conduits ou ruban électrique

résistant à l’eau une cruche ou un contenant un grand seau une grande boîte avec couvercle (pizza ou

boîte à souliers) papier à bricolage noir

Livre L'énergie à petits pas D'où vient l'énergie que nous utilisons? Comment la produit-on? Quelle est la proportion des énergies renouvelables? Derrière toutes ces questions se cache un enjeu primordial pour l'avenir de la vie sur Terre. (Actes Sud, 2005)

Jeu en ligne Maintenant, à toi d’agir! Mets tes connaissances sur le développement durable et l’énergie à l’épreuve avec ces jeux rigolos. Tu y trouveras un tas de conseils pour protéger l’environnement. http://www.hydroquebec.com/developpementdurable/jeux/index.html

Lien Internet L’école de l’énergie Qu’est-ce que l’énergie et d’où vient-elle? Découvre les réponses à ces questions et apprends-en encore davantage en consultant ce site d’apprentissage interactif. http://www.edf.com/html/ecole_energie/

Jeu de société Bonnes et fausses routes! Voici un jeu fort simple : tu n’as qu’à imprimer et à assembler le format PDF. Sauras-tu prendre les bonnes décisions sur la conservation de l’énergie pour gagner la partie? (Office de l'efficacité énergétique du Canada, 2008) http://oee.nrcan.gc.ca/clubducalendrier/jeux/routes.cfm?attr=0

X

X

A

B C

1 2

D E