Le cylindre

Une boîte cylindrique contenant des feutres et crayons a été choisie (une fois vidée de son contenu) pour essayer de définir deux élements constituants du mouvement d'un point de la circonférence de base: le sens du mouvement et le trajectoire suivie par le point.

Définition du mouvement au départ:

Faire rouler le cylindre sur une surface plane: la table ou le sol.

Représentations d'enfants: Margot, Pierrick, Alexandre:

   

 

Question posée:

Comment connaître la trajectoire exacte d'un point du cylindre?

Des idées ont été émises quant à la façon d'obtenir une trace de la trajectoire:

choix du point: un point de la circonférence extérieure du cylindre.

1ère idée:

Faire une tâche d'encre sur le point désigné.
Poser une feuille de papier à plat sur la table (ou au sol)
Faire rouler le cylindre sur la feuille.
 
Observation:
Une suite de petites taches d'encre sur la feuille: des points séparés à peu près à égale distance.
 
Conclusion:
Ce tracé sur la feuille ne traduit pas la trajectoire complète du point, mais seulement des points de contact de celui-ci avec le plan de la feuille.
 
2ème idée:
 
Placer la feuille de référence d'une manière différente: la placer droite par rapport au plan de la table (perpendiculaire au plan de la table) (idée de Margot)
Placer un crayon à l'intérieur du cylindre (le faire tenir par du scotch ou de la pâte adhésive)
Faire avancer le cylindre en maintenant en contact la mine de crayon (ou feutre) avec la feuille de papier.
 
Observation:
Une ligne se trace sur la feuille, témoignage de la trajectoire suivie par le point du cylindre en déplacement.
Comparaison avec les idées émises au départ, avant expérimentation. (cf document ci-dessus: Margot Pierrick, Alexandre)
 
Conclusion:
La trajectoire de ce point est très particulière et ne correspond pas à la grande majorité des hypothèses émises par les enfants.
 
3ème idée: Formalisation: étape individuelle
 
Refaire individuellement la même manipulation avec un cylindre de carton (support de rouleau papier hygiénique par exemple ou d'essui-tout) à la maison pour obtenir une trajectoire sur une feuille de format 21x29,7.
Et présenter le travail sur une fiche type:
 
Exemple: document de Coralie (le texte ci-dessous est recopié tel que Coralie l'a écrit chez elle).
 
Procédure de l'expérience:
-->Le matériel nécessaire:
Un stylo, un rouleau de papier, du squotche et deux feuilles de papier.
--> Le schéma de l'expérience:
scan ci-joint
--> La manipulation:
J'ai pris mon rouleau et mon stylo j'ai atacher mon stylo dans le rouleau avec du squotche puis j'ai pris mes feuilles de papier et j'ai mi le squotche pour les atacher j'ai mi une feuille sur le mur et l'autre sur le meuble ma mère ma aider et a mis ses doigts sur la feuille qui est sur le mur et j'ai fait tourner le rouleau sur la feuille qui est sur le meuble.
--> les conclusions.
j'ai optenu des traies qui font comme des vagues qui monte et quand sa redésent sa fait une pointe.
 
Voici un exemple de la trajectoire obtenue sur une feuille de papier:
 
 
 
4ème phase: Formalisation: étape collective (en classe)
 
 
Procédure de l'expérience:
--> Le matériel nécessaire:
Un support, un crayon, un cylindre, une feuille de papier, du scotch ou (blu-tack)
--> Le schéma de l'expérience:
Reproduction du schéma établi collectivement.
Le croquis réalisé par Eléa, croquis commenté
 
Croquis réalisé par Coralie.
 
Un des objectifs de la maîtrise de la représentation scientifique est de fournir un travail clair, net et bien légendé, avec des règles de présentation définie. Ces règles bien intégrées ont amené à des representations de qualité dont voici un exemple dans un autre domaine d'étude:

 

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