Découvrir le monde - L'électricité - Séquence complète : 1ère Harmos

: 1ere Harmos ) – Découvrir le monde – L’électricité

Découvrir le monde : l’électricité statique

Compétences : – S’approprier une démarche expérimentale : émettre des hypothèses, et expérimenter pour vérifier.
– Manipuler et nommer le matériel pour réaliser des expériences.
Nombre de séances : 3
Matériel : Voir expériences
Durée de la séance : 20-30 minutes de réalisation d’expérience
Modalité : En petits groupes

SEANCE 1
Durée Activité Mode de travail

❶ Mise en route

Rassembler devant ses élèves différents objets de la maison/classe qui fonctionnent avec des énergies diverses : piles/électricité, vent, soleil, eau… comme par exemple un éventail, une seringue sans aiguille, un sèche-cheveux, un moulin à vent, un moulin à eau (de plage), une brosse à dent classique, une brosse à dent électrique, un jouet électronique, une lampe de poche dynamo… Laisser les enfants les observer et les manipuler pour qu’ils retrouvent comment fonctionnent ces objets.

Puis, faire une petite pause pour expliquer : « Pour qu’un objet fonctionne, il a besoin d’énergie. Nous aussi, pour être en pleine forme, marcher, parler, jouer…il nous faut de l’énergie. Il existe différentes sources d’énergie : les voici ! » Montrer alors les cartes énergies de la Fiche matériel et demander à ses élèves de retrouver quelles énergies ces cartes représentent. Puis faire tirer au sort une carte Objet à un élève. Il va devoir alors essayer d’associer une carte énergie à celle-ci.

Une fois les paires obtenues, vous allez apporter votre savoir afin que vos élèves soient sensibilisés aux énergies propres (c’est-à-dire renouvelables) ou énergies sales (qui polluent). Par exemple, le vent, le soleil (la lumière), l’eau sont des énergies propres car elles sont naturelles. Le bois l’est également même si l’acte de déforestation est à condamner. En revanche, les autres sources sont dites sales car elles sont polluantes lors de la production.

❷ Expérience 1 : Le charmeur de serpent

Problématique : Peut-on charmer un serpent sans danger ?

Poser la problématique aux élèves afin de recueillir les hypothèses. Les mettre par écrit afin de garder une trace de leur réflexion. Puis, guider la discussion afin de faire émerger le matériel nécessaire pour réaliser l’expérience.

Matériel : une feuille de papier de soie, un ballon de baudruche ou une règle en plastique.

Réalisation :
Découper un cercle dans une feuille de papier ; s’aider d’un bol pour tracer le cercle. Puis, dessiner une spirale à l’intérieur de ce cercle de manière à tracer le corps d’un serpent. Demander aux élèves de le décorer en reprenant l’un des graphismes étudiés précédemment, puis le découper.
Pour charmer le serpent, gonfler le ballon de baudruche avant de frotter celui-ci rapidement sur vos vêtements (de préférence en laine), ou même sur vos cheveux pendant une trentaine de secondes. Enfin, demander à un enfant de toucher la tête du serpent avec le ballon et de la lever lentement. Le serpent devrait se dérouler et se dresser peu à peu.

❸ Comment ça marche ?
L’électricité statique fait partie de notre quotidien : c’est elle qui fait que nos cheveux se dressent sur la tête lorsqu’on ôte un pull, créant parfois même une petite étincelle qui claque. C’est à cause d’elle aussi que l’on ressent parfois une décharge électrique lorsqu’on embrasse quelqu’un ou lui serre la main. On peut surtout observer ces phénomènes lorsqu’il fait froid et sec : les conditions qui favorisent l’électricité statique.
Quand on frotte une règle en plastique ou un ballon de baudruche sur des cheveux ou de la laine, des particules invisibles se transmettent de la laine à la règle. Ces particules en plus sur la règle, créent une accumulation d’électricité statique. Celle-ci tire sur le papier de soie. Ce papier est tellement léger que l’électricité statique de la règle est assez puissante pour le soulever.

En petits groupes

SEANCE 2
Durée Activité Mode de travail

❶ Mise en route

Rappel de l’expérience sur la lampe de poche.
Expliquer aux élèves qu’ils vont mener une nouvelle expérience sur le thème de l’électricité.

❷ Expérience 2: Le pop-corn dansant

Problématique : Peut-on faire sauter du pop-corn ?

Poser la problématique aux élèves afin de recueillir leurs hypothèses. Puis, les mettre par écrit afin de garder une trace de leur réflexion. Puis, guider la discussion afin de faire émerger le matériel nécessaire pour réaliser l’expérience.

Matériel : du papier aluminium, et un ballon de baudruche.

Réalisation :
Découper des petits morceaux de carré dans du papier aluminium et demander aux enfants de les façonner de manière à créer des petites boules. Attention à ne pas trop les écraser : elles doivent rester légères !
Déposer ces boulettes sur une table. Gonfler le ballon de baudruche ; le frotter énergiquement dans des cheveux ou sur des vêtements (la laine étant le tissu le plus conducteur d’électricité statique). Approcher doucement le ballon des boulettes et observer le phénomène : les boulettes bondissent et se collent au ballon, puis brusquement, jaillissent dans toutes les directions !

Comment ça marche ?
Les pop-corn sont attirés par le ballon chargé d’électricité statique et pendant un moment, ils y restent collés. Lors de cette phase, une partie des électrons passent du ballon dans le pop-corn jusqu’à ce que tous les pop-corn aient la même charge d’électricité. Puis, comme des charges identiques se repoussent, on assiste alors à un feu d’artifice de pop-corn!

En petits groupes

SEANCE 3
Durée Activité Mode de travail

❶ Mise en route

Rappel des expériences précédentes.
Expliquer aux élèves qu’ils vont mener une nouvelle expérience sur le thème de l’électricité.

❷ Expérience 3: Le poivre sauteur

Problématique : Comment séparer les grains de poivre de ceux du sel ?

Matériel : du poivre, du gros sel, une cuillère en plastique.

Réalisation :
Eparpiller du gros sel sur une table, puis saupoudrer du poivre moulu. Demander aux enfants de prendre une cuillère en plastique et de la frotter une trentaine de secondes sur de la laine, avant de positionner la cuillère au-dessus du mélange. Les grains de poivre vont sauter et se coller sur la cuillère en plastique.

Comment ça marche ?
Le frottement charge d’électricité statique la cuillère en plastique et attire ainsi le mélange. Le sel, dont les grains sont plus lourds, ne se collera pas à la cuillère. Il est possible d’attirer le sel également : dans ce cas-là, il faudra rapprocher encore la cuillère du mélange.

En petits groupes

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