Il existe six types de machines simples : leviers, plans inclinés, roues et essieux, vis, cales et poulies. Selon Todd Kranz de l’Université de Houston : « Les machines simples sont des outils qui facilitent le travail. Ils ont peu ou pas de pièces mobiles. Ces machines utilisent de l’énergie pour travailler. » Montrez aux élèves comment créer des machines simples de base en classe et mettez-les au défi de créer des machines plus élaborées à la maison dans le cadre d’un projet scientifique.
Plan incliné
Un plan incliné a une surface plane avec une extrémité plus haute que l’autre. Les rampes et les glissières sont des exemples de plans inclinés. Les matériaux comprennent de grands livres, de petites planches de bois mesurant 3 pouces de large par 12 pouces de long, de petits sacs en plastique contenant chacun 1 tasse de riz, des règles et des élastiques.
Former des groupes de trois ou quatre élèves. Dites-leur de mettre trois livres dans une pile. Demandez-leur de prendre la planche et de l’appuyer contre les livres pour faire un plan incliné. Demandez-leur d’attacher l’élastique autour du sac et de soulever le riz jusqu’en haut de la pile de livres. Demandez aux élèves de mesurer la longueur de l’élastique lorsque le sac atteint le haut des livres. Placez le sac au fond de l’avion et tirez l’élastique de façon à ce que le sac glisse vers le haut le long de l’avion. Demandez aux élèves de mesurer la longueur de l’élastique lorsque le sac est en haut des livres. Demandez aux élèves quand l’élastique a été le plus long. Demandez-leur comment la simple machine du plan incliné a facilité le travail. Faites un remue-méninges sur des exemples pratiques pour l’utilisation d’un plan incliné.
Fabrication d’une voiture-jouet
Une voiture-jouet utilise la simple machine d’une roue et d’un essieu. Informez les élèves qu’ils vont fabriquer une voiture pour démontrer comment une machine simple à roues et à essieux facilite le travail. Le matériel comprend des cartons de lait vides de 1 pinte, des ciseaux, de longues planches lisses, des livres épais, des crayons de couleur et de grosses bobines de fil.
Former des groupes de quatre élèves. Fournir du matériel à chaque groupe. Dites-leur de couper le carton de lait en deux. Cela fait deux carrosseries de voiture. Placez le tableau contre une pile de livres. Placez la carrosserie de la voiture sur le dessus. Demandez aux élèves pourquoi la voiture est à l’arrêt. Demandez-leur de faire deux trous de chaque côté de la voiture à l’avant et à l’arrière avec les ciseaux. Glissez les crayons à travers les trous. Mettez les bobines sur les crayons pour faire des roues. Placez la voiture en haut de la rampe et laissez-la partir. Demandez aux élèves pourquoi la voiture bouge. Conduisez-les à voir que la roue et l’essieu permettent à la voiture de descendre la rampe en réduisant la friction entre la voiture et le sol.
Fabrication d’une poulie stationnaire
Utilisez cette activité après que les élèves connaissent bien les poulies et la façon dont elles fonctionnent. Une poulie aide à déplacer les choses vers le haut, vers le bas ou à travers. Les exemples sont les grues, les mâts de drapeau et les tringles à rideaux. Permettre à chaque élève de travailler individuellement sur cette activité. Dites aux élèves qu’ils vont faire un lever de drapeau. Le matériel comprend un crayon, une grande bobine de fil, des ciseaux, une règle, une ficelle, des feuilles de papier de 4 pouces sur 6 pouces, des marqueurs et du ruban-cache.
Donnez à chaque élève une feuille de papier et des marqueurs et demandez-leur de dessiner un drapeau. Démontrer comment fabriquer une poulie et permettre aux élèves de fabriquer leur propre poulie. Passez le crayon à travers la bobine. Attachez la ficelle pour former une boucle et collez une feuille de papier dessus. Bouclez la ficelle sur la bobine. Demandez à un élève de tenir la poulie par le crayon. Tirez la ficelle vers le bas et regardez le drapeau se lever. Demandez aux élèves d’indiquer la direction dans laquelle vous avez tiré la ficelle et la direction du drapeau. Vous voulez qu’ils comprennent que le drapeau se déplace dans la direction opposée à la traction. Demandez aux élèves de créer leurs propres poulies et d’écrire un paragraphe sur le fonctionnement d’une poulie. Demandez-leur d’inclure un diagramme de la poulie.
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