Défi : fabriquer une fusée qui s’élève le plus haut possible.

Un défi a été lancé dans la classe : fabriquer une fusée qui ira le plus haut possible.

Nous avons, dans un premier temps, observé comment et pourquoi ça marche.

Ceci est la rampe de lancement. Dessous il y a une valve à vélo sur laquelle on visse la pompe.

On place ensuite une bouteille avec un peu d’eau sur un bouchon percé pour laisser passer l’air. Attention, sur cette photo nous sommes prêts de la bouteille mais il faut garder une distance de sécurité de 2 ou 3 mètres lors du tir.

On met dans la bouteille qui a contenu une boisson gazeuse de l’air jusqu’à’ 3 bars !

Quand la pression est suffisante, on tire sur le fil pour enlever le cran de sécurité et la bouteille s’envole.

Comment ça marche ? L’air exerce une pression sur l’eau. Plus il y a de l’air plus la pression est forte. Quand le cran est enlevé, l’eau est poussé violemment vers le bas et la bouteille vers le haut.

Problème n° 1 : Comment savoir la fusée qui ira le plus haut ?

Solutions proposées :

calculer avec un chronomètre la durée de l’ascension ;

calculer la durée de l’ascension et de la chute : plus la durée sera importante plus la bouteille aura été haut ;

mettre un fil au bout de la fusée qui se déroulera après chaque tir ;

prendre un repère et regarder jusqu’où la fusée s’élève par rapport à ce repère.

Après débats et échanges dans la classe : la dernière solution est retenue. Nous prendrons le bâtiment de Charles Péguy comme repère.Voici ce que nous avions dans notre cahier :

Nous devions faire une marque sur notre photo après chaque lancé.

Problème n° 2 : quelles variables changer pour savoir ce qui peut améliorer notre fusée ?

Variables : la quantité d’eau ; le volume de la bouteille, la forme de la bouteille, la quantité d’air.

Nous décidons de faire varier la quantité d’eau.

Chaque groupe décide d’une quantité : Nous essaierons avec 25 cl ; 50 cl ; 1 litre ; une bouteille vide. (dans une bouteille d’1 litre).

Résultat :le mot « ici » indique la hauteur à laquelle va la bouteille (environ)

?ici : 25 cl

?ici : 50 cl et bouteille vide

?Ici : bouteille presque pleine.

Résultat : la bouteille de 25 cl va le plus haut. la bouteille pleine s’élève à peine. Les bouteille vide et à moitié pleine montent haut mais moins qu’à 25 cl.

Interprétation : plus il y a d’eau plus la bouteille est lourde donc elle monte moins haut. Plus il y a d’eau, moins il y a de place pour mettre de l’air. Donc il y a moins de pression.

Conclusion : 25 cl d’eau est la quantité idéale pour nous.C’est à dire un quart d’une bouteille.

On devrait peut-être essayer un tiers ? C’est à dire entre un quart et un demi.

Pour améliorer nos expériences :

Expérience : mettre un tiers de la bouteille (33cl pour 1 litre)

Résultat en image :

dscn1019

Résultat : la bouteille a dépassé le bâtiment.

Conclusion : avec un tiers d’eau dans une bouteille, elle va plus haut.

Remarque : nous devrons trouver un moyen pour savoir laquelle va le plus haut puisqu’elle vont toujours plus haut que le bâtiment (a voir).

AUTRE VARIABLE MODIFIE : changer le volume de la bouteille.

Expérience : prendre une bouteille d’1 litre et demi. Mettre un tiers d’eau.

Résultat : la bouteille va encore plus haut. Nous devons faire notre marque dans les nuages !

Conclusion : plus la bouteille est volumineuse plus elle va haut.

Remarque : nous ne pouvons pas prendre des bouteilles de 2 litres car notre rampe de lancement ne les maintient pas.

Voyons au ralenti ce qui se passe :


Maintenant nous allons faire varier la forme pour que la

bouteille vole le plus droit possible.

Faire un plan de construction par équipe.


Commentaires de l’enseignant : chacun a d’abord dessiné individuellement sa fusée idéale avec des débuts de solution.

Ils se sont ensuite réunis par groupe pour partager leurs idées.

Echanges entendus : « Si on mettait un goulot d’une bouteille sur le culot de notre fusée ? » ; « Il faudrait mettre des ailerons : 4 pour équilibrer la fusée ». « On va mettre des ailerons pointus et un peu courbes pour qu’ils soient aérodynamiques ». « Si on mettait un cône en carton sur la bouteille »… »oui mais ça va s’écraser quand elle va atterrir ! » ; « Avec quoi on va coller les ailerons ? » ; « Moi je pense qu’il faut mettre deux rangées d’ailerons pour mieux entrer dans l’air ».

2 Commentaires

    • jjkbnl on 26 juin 2009 at 8:42

    super

    • mjt on 25 juillet 2009 at 17:32

    bien vue! merci

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