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Accompagnement pédagogique pour les conférences-démonstration

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Empreintes lumineuses (2019-2020)

Le CD-Spectroscope – une démonstration scientifique à fabriquer chez soi

Le CD-spectroscope est un appareil simple à fabriquer qui te permettra de voir toutes les couleurs qui composent les différentes sources de lumière (fluorescent, ampoule incandescente, etc.) La spectroscopie est une technique très utilisée en sciences qui a permis entre autres de comprendre de quelle matière les étoiles sont faites.

Matière à réflexions (2018-2019)

Centrifugeuse à pédales

Une centrifugeuse est un appareil qui accélère un mélange par un mouvement de rotation pour en séparer ses constituants de densités différentes. Les contextes d’utilisation des centrifugeuses sont très variés, passant de la cuisine – avec l’essoreuse à salade et l’extracteur à jus – au centre de recherche – pour l’analyse sanguine et l’enrichissement de combustibles nucléaires, par exemples. On utilise un dispositif identique lors de l’entraînement des astronautes et les tests de résistances de structure aux cyclones et tornades.

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Placage de cuivre

Le placage est une méthode qui permet de revêtir un objet d’une mince couche de métal.

D’anciennes méthodes consistaient à tremper un objet métallique de base dans un autre métal en fusion ou encore à fusionner de minces feuilles de métal sur celui-ci. L’électrolyse, une méthode plus récente, permet de transférer un métal dissout dans une solution en utilisant un courant électrique, ce qui assure un placage mince et plus uniforme.

Un tel traitement de surface peut servir à adapter l’objet à des conditions d’utilisation particulières, à le protéger contre la corrosion par exemple, à améliorer ses propriétés physiques de surface ou tout simplement à le rendre plus esthétique.

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Voir le son (2017-2018)

Quelques questions pour amorcer une réflexion

C’est notre sens de l’ouïe qui nous permet principalement de percevoir les ondes sonores. Toutefois, il arrive que d’autres sens soient sollicités dans notre perception du son. Donnez des exemples où l’on perçoit des sons avec d’autres sens que l’ouïe? Est-il possible de voir un son?

Pistes de discussion

  • Il arrive que l’on ressente les vibrations causées par un son avec notre corps, par exemple lors d’un concert où la musique est très forte. On ressent aussi la vibration de notre propre voix lorsqu’on parle. On peut alors dire que c’est notre sens du toucher qui perçoit le son.
  • Lorsqu’un musicien joue d’un instrument à cordes, on peut voir les vibrations des cordes. Ce sont ces vibrations qui produisent les sons que nous entendons.
  • Dans une scène du célèbre film Le parc Jurassique, alors que les personnages se retrouvent à l’intérieur d’une voiture et qu’il fait très sombre, ceux-ci perçoivent l’arrivée du Tyrannosaure grâce à l’observation de vibrations dans un petit verre d’eau. On peut dire qu’ils ont vu le son, ou les vibrations,  produit par le dinosaure.

TROUVEZ L’ERREUR

Cette vidéo, tirée d’un film célèbre Star Wars, épisode VI : Le Retour du Jedi, contient une erreur. Pouvez-vous l’identifier?

Réponse

Il ne peut y avoir de son dans l’espace, les ondes sonores ont besoin d’un support mécanique pour être transmises. Pour se propager, une onde sonore doit le faire dans un milieu comme un gaz, un liquide ou un solide. C’est une erreur que l’on retrouve souvent dans les films de science-fiction, mais il faut tout de même admettre que des scènes d’action silencieuses seraient probablement moins excitantes à regarder.

UNE EXPÉRIENCE SIMPLE : LE CINTRE CHANTANT

L’expérience suivante permet de réaliser de façon surprenante que le son peut se propager de façon très efficace dans un milieu solide.

Pour fabriquer le montage, il suffit d’attacher deux ficelles longues d’environ 60 cm à un cintre métallique. On place ensuite l’extrémité libre de ces ficelles dans chaque oreille. En cognant le cintre contre un autre objet, le son de l’impact est transmis aux oreilles par les ficelles et non par l’air, ce qui permet de l’entendre beaucoup mieux. On montre ainsi que le son peut se propager dans divers matériaux, souvent mieux que dans l’air.

Démonstration du cintre chantant

Le tonoscope – une démonstration scientifique à fabriquer chez soi

Le tonoscope est un appareil simple à fabriquer qui te permettra de produire des formes étonnantes avec le son de ta voix. Vous trouverez tout le matériel pour le fabriquer à la maison. Il s’agit d’une version simplifiée de l’expérience classique des tables de Chladni, l’une des démonstrations scientifiques les plus impressionnantes à voir!

Le tonoscope

Modèle de l’oreille externe

L’oreille, l’organe responsable de l’audition, possède des capacités exceptionnelles. Cette fiche fournit des informations permettant de fabriquer un modèle simple des structures formant l’oreille externe et de visualiser la vibration d’un tympan. Un tel modèle permettra d’aller au-delà des schémas anatomiques et offre l’opportunité aux élèves d’apprécier la grande sensibilité de l’oreille humaine.

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Modèle de l’oreille interne

L’humain est capable de différencier des sons dont la fréquence varie entre 20 Hz et 20 000 Hz avec une précision remarquable. Cette capacité à déterminer la hauteur d’un son est due en grande partie à un tout petit organe se trouvant dans l’oreille interne : la cochlée. Cette fiche fournit des informations qui permettront de fabriquer un modèle mécanique reproduisant certaines des caractéristiques fondamentales de la cochlée.

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Le résonateur d’Helmholtz

Lorsque vous soufflez à l’intérieur d’une bouteille par son goulot pour y produire un son, vous êtes en train d’utiliser le principe du résonateur de Helmholtz. Celui-ci est un dispositif, inventé au XIXe siècle s’appuyant sur la résonance de l’air dans une cavité, qui était utilisé pour analyser les sons selon leurs fréquences. Dans la démonstration proposée ici, nous utiliserons deux résonateurs de Helmholtz pour faire tourner un mobile comme s’il s’agissait d’une fusée qui se déplace grâce à l’éjection d’un fluide dans la direction opposée à son mouvement.

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Les vibrations de la voix

Lorsque l’on parle ou chante, nos cordes vocales produisent des vibrations qui se propagent dans l’air qui nous entoure. Grâce à ce montage, vous pourrez observer des formes surprenantes causées par ces vibrations. Cette expérience permet même de distinguer de façon visuelle certaines caractéristiques du son comme l’amplitude, la ou le timbre.

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Être HUMAIN (2016-2017)

SITUATION D’APPRENTISSAGE VOLET PRIMAIRE : Un squelette en mouvement!

De quoi est fait un os au juste? Qu’est-ce qui lui donne sa rigidité et sa flexibilité? Comment nous permettent-ils de bouger et de grandir? En quoi la santé de nos os est-elle importante? Quels sont les effets du vieillissement? Voilà autant de questions auxquelles cette situation d’apprentissage apportera de réponses. Destinées au 3e cycle du primaire, les activités proposées amèneront les élèves à découvrir quelques facettes bien surprenants de notre squelette.

Activité 1 : Percer le mystère des os de verre

Au cours de cette activité, nous entrerons au cœur des tissus osseux à la découverte de ce qui donne l’étonnante combinaison de souplesse et de dureté aux os en santé. Nous tenterons de découvrir pourquoi les os des personnes atteintes par la maladie des os de verre sont si fragiles.

Activité 2 : Une main bien articulée!

Des prouesses des plus grands pianistes, aux maniaques du cube Rubik, les humains qui se consacrent à ces disciplines ont tous développé une extraordinaire dextérité. Comment la main arrive-t-elle à exécuter de tels exploits? Cette activité amène l’élève à fabriquer un objet technique qui imite la main humaine pour comprendre comment elle s’articule.

Compacts et spongieux ces tissus osseux

Main articulée

Modèle pour la flexion et l'extension du coude

SITUATION D’APPRENTISSAGE VOLET SECONDAIRE : Une introduction à la biomécanique

On doit à Leonard de Vinci les premières descriptions approfondies de la mécanique des mouvements humains. Il pave ainsi la voie à une science qui étudie, encore aujourd’hui, les lois mécaniques en relation avec les structures et les fonctions physiologiques des organismes vivants ou des systèmes biologiques. Il s’agit de la biomécanique. En comparant nos mouvements articulaires avec des leviers, on arrive à mieux comprendre que la machine complexe que nous sommes nous procure bien des avantages!

Des activités conçues pour le secondaire 2, 3 et 5, directement en lien avec la progression des apprentissages, permettront aux élèves de s’initier à la biomécanique.

1er cycle (2e secondaire)

But de l’activité : Concevoir un modèle d’articulation du corps pour comprendre le principe des leviers.

2e cycle (3e secondaire)

But de l’activité : Concevoir un modèle d’articulation du corps pour étudier les composantes du système musculo-squelettique et s’initier à la biomécanique.

5e secondaire (Physique)

But de l’activité : Analyser les forces impliquées dans des mouvements articulaires du corps pour s’initier à la biomécanique.