Comment expliquer que l'eau rentre dans la paille ou qu'un petit papier adhère à la paille quand on aspire?

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Matière et matériaux

Comment expliquer que l'eau rentre dans la paille ou qu'un petit papier adhère à la paille quand on aspire?

Bonjour mesdames et messieurs les expert/e/s,

Je reviens à nouveau vers vous.

Pour des élèves de maternelle cette fois-ci (MS/GS), nous avons fait de petites expériences classiques autour de la situation-problème : comment déplacer des objets sans les toucher?
* souffler un objet léger (balle en polystyrène)
* aspirer un petit papier (en aluminium ou sopalin par exemple) avec une paille et le déplacer dans un autre récipient (en passant au besoin par l'aspiration d'eau pour trouver le "réflexe")

La première "expérience" nous a permis de mettre en évidence que "quelque chose d'invisible", que l'on appelle de l'air, sort de notre bouche et fait bouger la balle.
La deuxième "expérience" vise à montrer que nous aspirons "quelque chose d'invisible", également de l'air, qui "fait la place" à l'eau, puis qui "colle" le petit bout de papier sur la paille. Quand on arrête d'aspirer, le papier tombe.
Comment expliquer mieux à des enfants de cet âge ce qui se passe?
Quelle est la raison scientifique exacte dans le cas du papier "qui colle" à la paille?

De ces situations, complétées par des expériences sur soi (respiration forcée etc., main sous nez et bouche...) je les amène progressivement à prendre conscience de leur respiration (ventilation pour être exacte si j'ai bien compris lmap :) ). C'est un sujet finalement assez complexe à travailler à ce niveau ...

Je vous remercie infiniment par avance pour vos réponses éclairantes.

Bonne journée
Svc

Mon 22/02/16 - 13:06
francois.roby@univ-pau.fr

Ces expériences tournent toutes autour de l'idée de pression atmosphérique, qui est peut-être difficile à comprendre pour des enfants de maternelle.

Généralement, on comprend assez bien qu'en soufflant sur un objet on produit une force sur lui, parce qu'on fait un effort pour cela et fondamentalement, au niveau des sensations, ce n'est pas très différent de l'action d'appuyer dessus avec son doigt. Mais cette compréhension est plus du niveau du "bon sens" que de la réelle compréhension.

La vraie difficulté se situe avec le papier aspiré, car il faut admettre que c'est un équilibre des forces qui est rompu. Pour cela, je vous suggère de faire la petite expérience suivante : demandez à deux enfants de tenir un carton en appuyant chacun avec une main d'un côté. Si les deux appuient avec la même force, le carton ne bouge pas : c'est la situation du petit bout de papier posé sur la table, qui subit des deux côtés une force appliquée par l'air qui l'entoure (la pression atmosphérique n'est rien d'autre que cette force exprimée par unité de surface).

Maintenant demandez à un des enfants de relâcher son effort : bien évidemment, le carton se déplace vers lui. C'est exactement ce qui se passe lorsqu'on aspire : la force diminue du côté aspiré, mais reste égale de l'autre.

Comprendre ceci nécessite d'admettre que cette pression atmosphérique nous entoure en permanence, partout. Et comprendre son origine nécessite d'admettre que la Terre attire vers son centre tout ce qui a une masse, ce qui est peut-être ambitieux pour des petits de maternelle...

Mon 29/02/2016 - 05:23
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