La catapulte à bonbons
Objectif : Construire une catapulte médiévale
Cycles d'apprentissage: 2e et 3e cycles du primaire et 1er cycle du secondaire
Compétences du 21e siècle: Résolution de problème
Progression des apprentissages en S et T:
Machines simples
Cycles d'apprentissage: 2e et 3e cycles du primaire et 1er cycle du secondaire
Compétences du 21e siècle: Résolution de problème
Progression des apprentissages en S et T:
Machines simples
- Reconnaître des machines simples (levier, plan incliné, vis, poulie, treuil, roue) utilisées dans un objet (ex: levier dans une balançoire à bascule, plan incliné dans une rampe d'accès.
- Identifier des pièces mécaniques (engrenages, cames, ressorts, machines simples, bielles)
- Reconnaître deux types de mouvements (rotation et translation)
- Décrire une séquence simple de pièces mécaniques en mouvement
- Utiliser adéquatement des machines simples (levier, plan incliné, vis, poulie, treuil, roue)
- Tracer et découper des pièces dans divers matériaux à l'aide des outils appropriés.
- Utiliser des modes d'assemblage appropriés.
- Utiliser les outils appropriés permettant une finition soignée.
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Mise en situation
Dans l'album ''La vie secrète des bonshommes de neige'', un gamin ne s'explique pas pourquoi son bonhomme est si différent le lendemain matin. Le lecteur découvre avec humour les nombreuses activités nocturnes de ces géants des neiges. En préambule à ce défi technologique, lire l'album et proposer aux élèves de prendre part à la bataille de boules de neige. En classe, les balles de neige seront remplacées par des jujubes. Les élèves devront cibler des corbeilles (qui feront office de bonhomme de neige) au moyen d'une catapulte maison. Chaque équipe de 2-3 élèves aura 10 jujubes pour réaliser le défi. Lors de la ''bataille'', les équipes qui auront atteint la cible le plus souvent pourront remporter la partie. Merci à Céline Tessier pour notre magnifique bonhomme. Bon visionnement!
Préparation
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Déroulement
- Les élèves observent des modèles de catapultes et discutent des dimensions, de la taille du bras de lancement et du point d’appui
- Ils dessinent un croquis simple de leur catapulte et identifient quelles pièces ils vont assembler
- Mesurer et couper les bâtonnets en pin à la taille prévue à l’aide de la scie et de la boîte à onglets
- Préparer les goujons en bois, la ficelle et les élastiques pour l’assemblage
- Avec la perceuse, percer des trous précis dans les bâtonnets afin d’y insérer les goujons
- Vérifier que les trous sont alignés pour assurer un bon point d’appui et stabilité
- Insérer les goujons dans les trous et appliquer de la colle à bois pour solidifier la structure
- Laisser sécher suffisamment pour que la base et l’appui soient stables et résistants
- Fixer le bras à la base en utilisant les élastiques et la ficelle pour créer la tension nécessaire au lancement
- Vérifier que le bras peut pivoter librement tout en restant bien tenu par l’appui
- Tester la catapulte avec un petit projectile pour observer la trajectoire et la force de lancement
- Ajuster la longueur du bras, la tension de l’élastique ou l’alignement si nécessaire
- Une fois que la catapulte fonctionne correctement, les élèves peuvent poncer les surfaces rugueuses et éventuellement décorer leur engin
Assemblage
Quelques prototypes d'élèves
Version simplifiée pour les élèves du premier cycle
Moments forts de la fabrication
Activités de structuration
De simples machines
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Une catapulte naturelle
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Une fronde animée
Le Coyote essaie de surprendre Roadrunner en tendant une fronde entre deux rochers.
Concepts scientifiques
Dans cette situation d’apprentissage, les élèves explorent comment les leviers et les forces permettent de lancer un objet plus loin avec moins d’effort. En étudiant différents engins de guerre médiévaux, comme le trébuchet ou le scorpion, ils comprennent comment la longueur du bras, le point d’appui et la répartition du poids influencent la puissance et la trajectoire du projectile. En concevant et en construisant leur propre catapulte, ils expérimentent la conversion de l’énergie stockée (élastique ou gravitationnelle) en mouvement. Cette activité permet de mobiliser des notions de physique, mécanique, forces, leviers, trajectoire et énergie dans une démarche de création et d’observation.
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