5 expériences à tester en classe avec vos élèves

2. L’électroaimant

Jouons un peu avec les aimants. Dans un premier temps, vous pouvez montrer aux élèves des aimants classiques : que se passe-t-il ? Comme sur le frigo de la maison, les aimants attirent ou sont attirés par ce qui est métallique en fonction du poids de l’objet, de son pouvoir d’attraction et de la taille de l’aimant. 

Avec un électroaimant, on crée un aimant fonctionnant sous certaines conditions. Plus précisément, lorsque l’électricité circule et crée un champ magnétique. C'est comme si on avait un interrupteur secret pour allumer et éteindre les aimants à volonté. Les électroaimants sont très utiles dans de nombreux objets, comme les portes automatiques, les ascenseurs, et même les trains à lévitation magnétique. 

Matériel :

• un morceau de métal (comme des clous),

• des fils de cuivre (pensez à en dénuder les extrémités),

• une pile de 1,5V par élève ou groupe d’élèves,

• des trombones et du scotch. 

Pour réaliser l'expérience :

1. Enroulez le fil de cuivre autour du clou

2. Collez une extrémité du câble dénudé à une des extrémités de la pile. 

3. Placez le tas de trombones devant le clou et faites que l'autre extrémité du fil touche l'autre extrémité de la pile. Et voilà, votre électroaimant fonctionne !

Avec ces exercices, vos élèves découvrent deux des principes de la poussée d’Archimède : 

1. Le volume de l’objet immergé : plus celui-ci est grand, plus la poussée d’Archimède peut s’exercer sur une surface importante.

2. Plus l’objet est lourd, plus il plonge facilement dans l’eau. Vous pouvez vous arrêter à cette observation, vos élèves découvriront plus tard que le poids est une force à l’opposé de la poussée d’Archimède dans ce cas. 

Deuxième observation : la densité du liquide

Un autre facteur de la poussée d’Archimède est la densité du liquide dans lequel on met l’objet. Pour observer cette réalité, vous pouvez vous munir d’un œuf, d’eau et de sel.

Vous pouvez montrer à vos élèves ou leur demander de faire ceci : 

1. Dans l’expérience précédente, vos élèves ont pu constater que l'œuf coule dans l’eau claire. 

2. Pour modifier la densité de l’eau, on va y ajouter du sel.

3. Ensuite on réessaye avec l'œuf : celui-ci flotte ! 

4. Vous pouvez également essayer avec les autres objets prévus pour l’expérience 1, pour voir lesquels verront leur comportement modifié.

Pour réaliser l'expérience :

1. Découpez une bande de papier.

2. Tracez un trait de feutre à environ 2 centimètres de la fin de la bande. Vous pouvez aussi mettre un point de couleur tout en haut de la bande pour vous rappeler de la couleur d’origine du feutre. 

3. Versez un fond de liquide dans un gobelet. 

4. Pliez le haut de la bande pour qu’elle puisse tenir sur un crayon au-dessus du gobelet. 

5. Plongez l’extrémité de la bande dans le liquide. Attention, le trait de couleur ne doit pas tremper dans le liquide. 

6. Laissez le liquide monter par capillarité jusqu’à ce que le papier soit humidifié au 2 tiers. En fonction de la combinaison papier/liquide, cela peut prendre entre 5 et 10 min. 

7. Sortez le papier du gobelet et laissez-le sécher avant de regarder le résultat.