La classe des 6 Hypatie du collège Jacques Prévert de Bourg sur Gironde a gagné le concours de la meilleure affiche mathématique cette année.
Ainsi Cap sciences s’est déplacé au collège pour passer la journée avec les élèves de la classe.
Le thème choisi était la fabrication et le lancement d’une fusée à eau.
Dans un premier temps, il a été demandé aux élèves de dessiner sur une feuille une fusée. Le but était de voir la représentation qu’ils s’en faisaient.
Dans un deuxième temps, l’intervenante a d’abord retracé l’historique des fusées puis a donné une description technique
Ensuite, elle leur a demandé : « Qu’est-ce que le principe de l’action réaction ?»
Première expérience :
Pour expliquer ce phénomène, l’intervenante a pris un tube vide de 10 cm de longueur, y a mis un tiers de vinaigre blanc puis a refermé le tube avec un bouchon rempli de bicarbonate de sodium. Le tube a été placé bouchon vers le bas sur une table et au bout de quelques secondes, il y eut une petite explosion et le tube s’est envolé en se détachant du bouchon..
Que s’est-il passé ?
Tout d’abord, il y a une réaction chimique: Le bicarbonate de soude réagit avec le vinaigre. Cette réaction produit un gaz: le CO2 (dioxyde de carbone). Il s’agit du même gaz qui se libère lors de la cuisson d’un gâteau dans le four pour ainsi « gonfler » la pâte.
Bicarbonate + vinaigre –> CO2 (gaz) + eau + selLe gaz produit lors de la réaction chimique génère une haute pression à l’intérieur du tube.
Lorsque la pression dans le tube devient suffisamment élevée, le bouchon saute et le vinaigre est propulsé à grande vitesse à travers l’ouverture du tube. Or chaque action provoque une réaction (3ème principe de Newton): La fusée presse le vinaigre vers le bas et celui-ci propulse la fusée dans la direction opposée, vers le haut.
Donc cette expérience leur a montré ce qu’était le phénomène de l’action-réaction
Deuxième expérience : Transformer un ballon en fusée
On passe une ficelle à travers une paille. La paille sert de guide, donc la ficelle doit pouvoir glisser facilement à l’intérieur.
On attache une extrémité de la ficelle au dossier d’une chaise
On gonfle le ballon et on pince l’ouverture avec les doigts pour empêcher l’air de s’échapper.
On fixe la paille au ballon avec du scotch et on la fait glisser sans desserrer les doigts à l’extrémité libre de la ficelle. L’ouverture du ballon doit pointer vers l’arrière
On observe que le ballon file le long de la ficelle
Que s’est-il passé ?
En gonflant le ballon, on a remarqué que l’air n’entrait pas facilement à l’intérieur: il appuie contre la paroi du ballon. Lorsque l’on arrête de gonfler le ballon et sue l’on libère son ouverture, l’air s’échappe rapidement vers l’arrière et fait se déplacer le ballon en sens inverse.
Les moteurs à réaction des fusées spatiales utilisent le même principe pour les faire décoller !
Troisième expérience :
Les élèves ont ensuite lancé une paille et observé la trajectoire puis l’ont relancée avec cette fois-ci de la pâte à modeler au bout en guise de coiffe. La trajectoire est beaucoup plus stable et rectiligne.
Fabrication de la fusée :
Avec deux bouteilles en plastique, des ailerons cartonnés en forme de triangles rectangles et du scotch, les élèves ont construit leur fusée.
Puis lancement de la fusée :
Nous sommes partis sur un terrain à côté du gymnase pour lancer les fusées :
Un dispositif de lancement avait été fabriqué par Cap sciences
Les élèves ont installé leur bouteille sur le lanceur :
Puis on a utilisé la pompe pour envoyer de l’air dans la bouteille qui était remplie au tiers de son volume d’eau.
A un certain moment le principe d’action-réaction ( troisième loi de Newton) s’est exercé et la bouteille a décollé…
Ce fut une belle journée de sciences , de créativité et de jeux… Merci à Cap Sciences..
