Une voiture à eau
Objectif : Fabriquer un engin propulsé grâce à la force motrice de l'eau
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:
Forces et mouvements
Décrire comment la pression agit sur un corps (compression)
Effets d'une force sur la direction d'un objet
Identifier des situations où la force de frottement (friction) est présente (pousser sur un objet, faire glisser)
Décrire comment une force agit sur un corps (le mettre en mouvement)
Décrire l'effet d'une force sur une structure
Techniques et instrumentation
Conception et fabrication de machines
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.
Utiliser, lors d'une conception ou d'une fabrication, des machines simples, des mécanismes ou des composantes électriques.
Logiciels utilisés (facultatif): Illustrator, Tinkercad ; Machine-outils (facultatif) : découpe laser et impimante 3D
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:
Forces et mouvements
Décrire comment la pression agit sur un corps (compression)
Effets d'une force sur la direction d'un objet
Identifier des situations où la force de frottement (friction) est présente (pousser sur un objet, faire glisser)
Décrire comment une force agit sur un corps (le mettre en mouvement)
Décrire l'effet d'une force sur une structure
Techniques et instrumentation
Conception et fabrication de machines
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.
Utiliser, lors d'une conception ou d'une fabrication, des machines simples, des mécanismes ou des composantes électriques.
Logiciels utilisés (facultatif): Illustrator, Tinkercad ; Machine-outils (facultatif) : découpe laser et impimante 3D
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PRéparation
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1. Fabrication du Moyeu à l'imprimante 3D
2. Découpe de la roue à aubes à la découpe laser
3. Assemblage de la roue et des pales
4. Conception des plans
5. Mise à l'essai des prototypes
Quelques projets d'élèves
Concepts scientifiques
Dans cette situation d’apprentissage, les élèves explorent comment l’eau en mouvement peut produire un effet mécanique en faisant tourner une roue à aubes. Ils découvrent le rôle de certaines forces, comme la poussée de l’eau, la gravité et la friction, dans le fonctionnement d’une machine. En construisant leur dispositif, ils observent aussi comment la forme des pales, la quantité d’eau et la disposition des pièces influencent le mouvement et l’efficacité du mécanisme. Cette activité leur permet de comprendre les liens entre énergie, mouvement, machines simples et conception technologique dans une démarche de fabrication, de test et d’amélioration.
6. Activité d'enrichissement : Un véhicule propulsé par une hélice
Après avoir terminé les prototypes de véhicule à eau, nous avons voulu pousser l'exploration plus loin en transformant les prototypes en véhicules propulsés par une hélice.
Matériel
Contenants de boisson gazeuse de 1 L
Moteurs électrique 12-24 VDC
Piles 9V
Branche-pile
Pinces
Ciseaux
Pistolets à colle chaude
Ruban cache
Couteaux à lame rétractable
Tapis de découpe
Moteurs électrique 12-24 VDC
Piles 9V
Branche-pile
Pinces
Ciseaux
Pistolets à colle chaude
Ruban cache
Couteaux à lame rétractable
Tapis de découpe
Quelques projets d'Élèves
Les moments forts de la conception
Concepts scientifiques
Dans cette situation d’apprentissage, les élèves explorent comment l’énergie électrique fournie par une pile de 9 volts peut être transformée en énergie mécanique pour faire avancer une voiture. Ils découvrent le rôle du circuit électrique simple, du moteur et de l’hélice dans la production du mouvement. En construisant leur véhicule, ils observent aussi comment certaines forces, comme la poussée de l’air, la friction et la résistance, influencent le déplacement de la voiture. Cette activité leur permet de comprendre les liens entre électricité, mouvement, énergie et conception technologique dans une démarche de fabrication, de test et d’amélioration.
