Ou comment transformer un mouvement vertical en mouvement horizontal?

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1 LES OBJETS TECHNIQUES : transmission de mouvements (avec J.Borne) CM1 Karine Bordas / Frédéric Blaisel CM2 Katy Barat / Virginie Vandenbrouke CE2-CM1 Stéphanie Cujard 6 ème séance 2h Comment les engrenages du fouet mécanique et de la perceuse fonctionnent-ils? Ou comment transformer un mouvement vertical en mouvement horizontal? Déroulement de séance Oral collectif Rappel de ce qu on sait sur les engrenages. Aujourd hui, je vous ai apporté des objets. Les reconnaissez-vous? En avez-vous déjà vu? Regardez, je les fais fonctionner devant vous. Le premier : l avez-vous déjà vu dans la cuisine? - un fouet, on tourne comme ça Oui, on vous affiche une illustration, c est un fouet qui sert à faire la pâte, à battre les œufs, la crème Maintenant, on ne tourne plus la manivelle avec la main, c est électrique. Le deuxième objet : regardez comme je le tiens pour le faire fonctionner, à votre avis, ça sert à quoi? - on dirait une perceuse Oui, c est une perceuse, pour faire des trous dans les murs. Dans ces objets, vous allez essayer de reconnaître un principe qu on a déjà étudié. Observez bien : je passe près de vous, voyez-vous les engrenages? - les grandes roues et les petites roues - la grande roue avec la manivelle Oui, pourquoi à votre avis? - pour faire tourner plus vite, pour moins se fatiguer Oui, c est comme quel objet? l essoreuse à salade. Oui. Maintenant, vous allez observer quelque chose de différent par rapport à l essoreuse à salade. Regardez, je fais encore tourner. ça tourne dans l autre sens Peut-être, mais il y a encore autre chose. Regardez, ma main sur la manivelle, elle tourne dans quel plan? Je fais le geste en grand devant vous, faites-le aussi avec votre main. - ça tourne dans le plan vertical Oui, de haut en bas. Et les fouets? On reproduit leur mouvement avec la main. Ils tournent dans quel plan? - dans le plan horizontal Oui, le fouet fonctionne dans deux plans différents. Jusqu à maintenant, on avait toujours travaillé dans le plan horizontal. Donc, vous devrez reproduire le mécanisme du fouet mécanique avec le matériel des mallettes : la manivelle qui tourne dans le plan vertical, et les fouets dans le plan horizontal. Hypothèses écrites Pour vous aider dans vos hypothèses, vous aurez une petite photo des roues dentées du fouet mécanique. On a deux fouets, on va vous les faire passer dans les groupes pour que vous puissiez observer. Vous faites le schéma de votre montage et (ou) vous écrivez une explication. Manipulation Vous testez votre schéma, puis vous modifiez le montage si ce n est pas ça.

2 Les montages sont tout d abord réalisés à plat Comment votre fouet mécanique va-t-il tenir? Est-ce qu on peut l utiliser s il est à plat comme vous le faites? Si je prends votre batteur, est-ce que je peux plonger les fouets dans le saladier? Regardez-le bien à nouveau. Les constructions commencent à s élever : Mise en commun Qui a réussi? Quelle était la difficulté? - il fallait construire en hauteur La roue de la manivelle est dans un plan vertical, et les roues des fouets sont dans un plan horizontal. Elles sont dans deux plans perpendiculaires. Synthèse et trace écrite Vous validez votre hypothèse : est-ce que ça a marché ou pas? On va faire le bon schéma au tableau. Vous le recopiez sur votre feuille. On va maintenant formuler les phrases de solution ensemble :

3 Solution : Pour que le fouet mécanique fonctionne, il faut que la grande roue verticale (avec la manivelle), soit perpendiculaire aux deux petites roues horizontales où sont accrochés les deux fouets. On remarque que la manivelle est placée sur une plus grande roue, et les fouets sur une plus petite, pour les faire tourner plus vite. Conclusion générale sur les engrenages Les engrenages servent à transmettre et à modifier un mouvement de rotation. Ils permettent de : - réduire l effort à appliquer - modifier le sens de rotation - modifier la vitesse de rotation Rappel des règles : - deux roues dentées qui se touchent tournent en sens inverse - pour que 2 roues tournent dans le même sens, il faut intercaler entre ces 2 roues, une (ou un nombre impair) de roues. - une roue plus petite tourne plus vite qu une grande roue

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6 Le fouet mécanique

7 Le batteur mécanique