Le train : histoire et fonctionnement

Rechercher

Le train : histoire et fonctionnement

PrintFacebookTwitterLinkedin
Cycle 2
Cycle 3
Durée
5h45

Type de ressources

Séquence d'activités

Type d'activité

Contributeur(s)

Nombre d'activités

6

Les élèves réfléchissent aux avantages procurés par le rail (notamment en ce qui concerne le transport de charges lourdes) et étudient les grandes évolutions du train. Ils s’intéressent de plus près à la machine à vapeur et au système bielle-manivelle, et comprennent ainsi comment le mouvement rectiligne d’un piston peut être transformé en mouvement de rotation au niveau des roues.

Note : nous conseillons d’avoir mené au moins une partie de la séquence d'activités sur la roue avant de travailler sur le train, ne serait-ce que pour que les élèves soient familiarisés avec la notion de force et avec l’instrument permettant de la mesurer : le dynamomètre.

Notions et connaissances travaillées :

- Le rail, utilisé depuis la fin du XVIIIe siècle, facilite le transport de charges lourdes.
- Il est plus facile de déplacer une charge sur des rails que sur un sol meuble.
- Le rail permet d’éviter que la charge s’enfonce dans le sol, et de guider le mouvement.
- Pour faire tourner ses roues, la locomotive a besoin d’un moteur pour transformer l’énergie (énergie thermique ou électrique en énergie mécanique).
- En 1804, la première locomotive utilise une machine à vapeur
- Dans un moteur à vapeur, de l’eau liquide est chauffée et transformée en vapeur (gaz).
- Ce gaz sous pression permet de pousser un piston qui entraîne la rotation de l’axe des roues.
- Les roues motrices sont mises en mouvement grâce à un système de bielle-manivelle relié aux pistons.
- Il est possible de transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation.
- L’aller-retour permanent du piston permet de mettre en mouvement la roue.

Séance d'activité : Quels sont les avantages du rail ?

Résumé : Les élèves expérimentent et comprennent que le rail est efficace pour transporter une lourde charge quelle que soit la nature du sol.

Séance d'activité : Comment les transports ferrés ont-ils évolué au cours de leur histoire ?

Résumé : À travers l’historique du train, les élèves commencent à étudier son fonctionnement et les différents éléments qui constituent la locomotive.

Séance d'activité : Comment fonctionne la machine à vapeur ?

Résumé : À travers une expérimentation (démonstration) et une étude documentaire, les élèves constatent que la vapeur sous pression peut mettre en mouvement un piston.

Séances d'activités : Comment transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation ? (x2)

Résumé : Les élèves réfléchissent à la façon dont le mouvement de translation (pistons mis en mouvement par la machine à vapeur) est transformé en mouvement de rotation au niveau des roues. Ils fabriquent ensuite une carte animée. Après avoir testé leur propre dispositif, les élèves examinent le fonctionnement d’un système bielle-manivelle existant, et en construisent un prototype.

Activité : Comment fonctionne la locomotive à vapeur ? (bilan)

Résumé : Cette séance revient sur le fonctionnement global de la locomotive à vapeur (moteur à vapeur + bielle-manivelle).


Cette ressource est issue du projet En marchant, en roulant, en naviguant...  je suis écomobile !

 

Une sélection de ressources pour enseigner chaque notion scientifique aux programmes scolaires du BO !

En savoir plus

Découvrez L@map, la plateforme de formation en ligne pour les professeurs du premier degré et du collège. 

En savoir plus