Comment analyser le mouvement produit par l'utilisation d'un bâton de colle ?

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Comment analyser le mouvement produit par l'utilisation d'un bâton de colle ?

Comment analyser le mouvement produit par l'utilisation d'un bâton de colle?
La question est apparue au cours d'échanges (élèves-élèves/maître-élèves) : on utilise des objets quotidiennement (tube de colle, tube de dentifrice) et on ne sait pas comment ça marche
Pourquoi la colle monte ou la pâte monte?
d'où un projet de démontage d'un tube de colle.
- diverses représentations
- constitution d'un prototype (à partir de matériaux de récupération) pour
- reproduire les mouvements rotation / translation

Sun 16/01/00 - 13:00
guy.manneux@free.fr

Tout d'abord prenez le plus gros "stick" de colle que vous pourrez trouver (il en existe qui font environ 15cm de long pour quasiment 3 cm de diamètre et ce pour les principales marques qui les commercialisent).
Il faut d'abord user toute la colle
Il faut ensuite le "sacrifier" sur l'autel de la compréhension des mécanismes mais pas n'importe comment ! (TRAVAIL DE PREPARATION DE L'ENSEIGNANT)

1- après avoir ôté le bouchon, tourner la molette en tenant le "stick" de colle la tête en bas jusqu'à ce que l'embase qui portait le bâton de colle "échappe" à la vis.

2- réserver l'embase plastique

3- Sur le tube restant effectuer la découpe suivant deux génératrices diamétralement opposées, d'une moitié du cylindre (Il faut tracer ces génératrices au préalable en évitant les emplacements ou il y a des clavettes anti-rotation) Pour découper le plastique du cylindre une lame de cutter chauffée à la flamme est l'idéal (Il faut la tenir entre les mâchoires d'une paire de pince universelle). (ATTENTION LORS DE CETTE OPERATION DE NE PAS ENDOMMAGER LA VIS INTERNE AU CENTRE DU CYLINDRE).
Quand la découpe suivant les deux génératrices est effectuée, il faut découper avec le même procédé à la base pour ôter entièrement une moitié du cylindre rendant ainsi la vis visible de l'extérieur. Ebavurer les découpes avec une lime à ongles.

4- Remettez l'embase en place sur la vis en tournant la molette jusqu'à mi-course à peu près. En vous servant des bords du demi-cylindre comme guide avec reporter la trace des génératrices sur l'embase.

5- Ressortez l'embase du corps du "stick"

6- Placez l'embase à plat sur une surface autorisant la découpe. A la manière dont vous découperiez un gâteau, en utilisant le même procédé que précédemment, ôter une part de 120 degrés d'angle au centre comprise entre les deux tracés effectués

7- Replacer l'embase, partie ôtée, dans la partie enlevée du cylindre, dans le corps du "stick".

8- Vous devez avoir ainsi une "vue imprenable" sur le mécanisme qui transforme le mouvement de rotation de la molette en translation du bâton de colle (système vis écrou)

Possibles avec des élèves de CM.
En plus de "la maquette démonstrative" confectionnée par vos soins, je pense qu'il est indispensable de proposer une recherche de systèmes équivalents, pour d'autres objets familiers aux enfants.
Voici une liste non limitative d'objets pouvant être proposés et comportant un système équivalent.

Un compas balustre
Un casse-noix à vis
Un serre-joint
Un tendeur à câble
Un étau de menuisier ou de mécanicien
Une tige filetée avec l'écrou correspondant
Le mécanisme intérieur d'un robinet de distribution d'eau
Et si dans la classe il y a des meubles avec une patte réglable par vissage dévissage ne pas hésiter à les retourner

Pour chacun de ces objets proposer de repérer la "molette de manuvre" et la partie qui "sort et qui rentre" et de mesurer avec un double décimètre qu'il y a bien écartement ou rapprochement de ces deux parties lors de la rotation de la molette dans un sens ou dans l'autre. Pour cette opération si vous possédez un rétroprojecteur dans l'école l'amplification visuelle du mouvement est très utile pour les petits déplacements.
Certains des objets proposés s'ils sont utilisés sans empêcher la rotation conjointe de la vis et de l'écrou ne permettront pas de conclure (tige filetée plus écrou, tendeur de câble) mais cela peut doit faire naître des questions concernant le rôle des cannelures à l'intérieur du bâton de colle.
Si vous possédez du matériel Meccano®, Lego® ou Fisher Technik® vous pouvez bien entendu demander aux élèves de reconstituer un mécanisme équivalent au bâton de colle.
A défaut, un cylindre de bois, (tringle à rideau par exemple) sur lequel vous enroulez une bande de carton ondulée en hélice (cannelures à l'extérieur) vous permettra de faire construire aussi un système équivalent.
N.B : La bande de carton (de 2cm de large environ) doit être découpée suivant un angle compris entre 35 et 45 degrés par rapport au sens des cannelures.
Un morceau de tuyau (tuyau d'arrosage), ou un morceau de fil électrique souple enroulés serrés en hélice autour d'un cylindre remplit les mêmes fonctions.

lun 24/01/2000 - 02:01
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