Les aimants - Blogs en classe

Les aimants
Objectifs :
- Découvrir les propriétés d’attraction des aimants
- Etre capable de classer des matériaux selon leur capacité à être attirés
- Découvrir les propriétés d’attraction / répulsion des aimants à distance et
appréhender la notion de pôles
- Réinvestir les propriétés des aimants pour déplacer des objets en fer
Les séances suivantes ont été menées avec les enfants des 2 classes de grande
section en décloisonnement.
Le compte rendu ci-dessous est le résumé qui a été consigné dans le cahier
d’expériences des enfants, il sera complété par de petites vidéos sur le blog de la classe
de M. Marec.
En préambule, le maître nous a lancé un défi. Un trombone était posé par terre au
centre d’une feuille blanche. Il fallait le faire sortir sans toucher ni la feuille, ni le trombone.
Samuel a eu l’idée de souffler fort sur le trombone et a réussi, le maître a alors remplacé
le trombone par un taille-crayons et là impossible d’y parvenir, car « c’était trop lourd ».
Le maître a alors placé sa main sous la feuille et le taille-crayons s’est déplacé tout seul
comme par magie ! Puis il a fait la même chose avec le trombone posé sur la feuille.
Thomas a dit : « Il a un aimant, c’est pas de la magie ! »
Séance n°1 : Comment fonctionnent les aimants ?
Nos hypothèses :
Ça « « colle » sur le tableau et sur les feuilles, mais il n’y a pas de colle dessus. (Manel) Sur
les doigts, ça ne peut pas coller. (Noé) Ça ne colle pas, ça s’attache ensemble, on sent que
ça s’accroche. (Alexis) Ça ne tient pas partout, ça colle que sur le métal. (Martin)
Première expérience :
Le maître a posé plein d’objets différents sur la table, puis nous a prêté des aimants.
Nous les avons testés sur chaque objet. Ensuite, nous avons trié dans une boîte tous les
objets qui s’accrochaient à l’aimant et dans une autre tous ceux qui ne s’accrochaient
pas.
Nous avons comparé les boîtes.
Voici les objets de la première :
pinceau / pince à linge / ciseau / trombone / attache parisienne / petite cuillère / couvercle
de petit pot de bébé.
Voici les objets de la seconde :
carton / papier / formes / jetons en plastique / pot en verre / élastique /
gomme / pâte à modeler/ feutre / perle / crayon à papier / laine / tissu / graines
Conclusion :
Nous avons remarqué que seuls les objets avec du métal s’accrochaient avec l’aimant.
Sur certains objets, contenant à la fois du métal et du plastique ou du bois, nous avons
remarqué que l’aimant ne s’accrochait que sur les parties en métal.
Le maître nous a précisé que l’aimant attirait le fer mais que ça ne « collait » pas.
Deuxième expérience :
Le maître nous a alors demandé de parcourir la classe à la recherche d’objets ou
d’endroits où notre aimant pourrait tenir « accroché ». On en a trouvé beaucoup.
En revanche, nous avons été surpris car l’aimant ne tenait pas sur des objets qui étaient
pourtant en métal : le porte-craies du tableau, la poignée de porte (l’aimant ne tenait
que sur la vis), ou encore le robinet !
Le maître nous a alors appris que ça ne fonctionnait pas avec
tous les métaux, mais principalement avec ceux qui contiennent
du fer. Il existe en effet de très nombreux autres métaux sur
lesquels l’aimant ne tient pas accroché : le cuivre, l’aluminium,
le zinc, l’argent, l’or, le plomb, etc.
En effet, l’aimant est tombé quand le maître a touché son alliance puis sa chaîne en or ou
encore les lunettes de Maël. (Seuls le fer, le cobalt et le nickel peuvent attirer l’aimant.)
Séance n°2 : Pourquoi les aimants s’attirent-ils ou se repoussent-ils ?
Première expérience :
Le maître nous a donné plusieurs aimants différents. Nous devions essayer de les
rapprocher le plus possible l’un de l’autre.
Un autre groupe avait plusieurs aimants de 3 tailles différentes. Nous devions les poser
sur le tableau blanc magnétique puis « ressentir » la force nécessaire pour les retirer.
Ensuite nous avons glissé sous chacun d’eux des feuilles de papier une par une pendant
qu’un copain comptait le nombre de feuilles fixées, jusqu’à ce que l’aimant ne puisse plus
tenir sur le tableau et que tout le paquet tombe.
Le petit aimant vert est tombé au bout de 8 feuilles, le deuxième au bout de 18 feuilles et
le gros aimant blanc à crochet (celui qui était plus difficile à détacher du tableau) n’est
tombé qu’après la 22ème feuille !
On a même essayé de glisser un livre de bibliothèque assez épais et il a tenu !
Ainsi, on a compris que tous les aimants n’étaient pas aussi puissants les uns que les
autres.
Le maître nous a dit qu’il existait même des aimants géants si puissants qu’ils pouvaient
retenir des camions ou des bateaux !
Dans l’autre groupe, on a remarqué que certains aimants se collaient tout de suite et
d’autres pas, « on sent de l’air qui force entre eux quand on les rapproche ». (Lucas)
On dit qu’ils se repoussent.
« Quand on lâche l’aimant près de l’autre quand ils se repoussent, il se retourne pour se
coller de l’autre côté. » (Lina)
Le maître nous a alors expliqué pourquoi : en fait, chaque aimant a toujours 2 pôles, un
pôle + et un pôle – , les pôles différents (+ / -) s’attirent alors que les pôles identiques
(+ / +) ou (- / -) se repoussent.
Deuxième partie :
Le maître nous a donné à chacun une petite évaluation de la première séance avec
différentes photos d’objets à trier et à coller en fonction du caractère « attire / n’attire
pas » l’aimant :
une petite cuillère en fer, une pièce de Lego, une perforatrice, un gros feutre, une pince à
spaghetti en fer, un trombone, un jeton en plastique, un feutre fin.
Séance n°3 : Comment déplacer des objets en fer à distance ?
Première expérience :
Le maître nous a lancé un nouveau défi. Il a posé une petite cuillère et un trombone tous
deux en fer sur le sol puis nous a demandé si nous pouvions soulever le trombone avec la
cuillère sans le mettre dedans bien sûr.
Plusieurs d’entre nous ont essayé mais sans réussir, le trombone restait par terre.
Le maître a alors dit qu’il allait nous montrer un tour de magie, il a attrapé la cuillère
dans sa main et en s’approchant doucement du trombone, celui-ci s’est soulevé et s’est
accroché sous la cuillère !
Puis le maître a ouvert sa main et nous avons vu qu’il avait caché un aimant posé sur le
manche de la cuillère. Dès qu’il a retiré l’aimant, le trombone est tombé par terre.
Par contre, il a recommencé l’expérience en gardant l’aimant cette fois-ci plusieurs
minutes posé sur la cuillère, et quand il l’a retiré très doucement, le trombone est resté
accroché presque une minute sous le dos de la cuillère avant de tomber !
Le maître nous a dit que c’était un peu difficile à comprendre à notre âge, mais qu’en fait
ce n’était pas de la magie mais de la physique : au contact du fer de la cuillère, l’aimant
permanent « transforme » celle-ci en « aimant temporaire», et c’est pour cela que le
trombone reste accroché quelques secondes.
Dans la cuillère, comme dans tout autre objet en fer, les molécules sont désordonnées, et
chacune d’elles attire les autres un peu n’importe comment, alors que les molécules de
l’aimant permanent sont rangées dans un certain ordre et s’attirent sans gaspiller leur
force. Et leur attraction est si forte qu’elle peut se porter sur d’autres objets de fer.
Deuxième partie :
Le mâitre nous a donné un aimant et un grand carton sur lequel était dessiné un
labyrinthe, le jeu consistait à faire traverser un trombone en suivant le chemin sans
toucher le trombone, ni avec la main, ni avec l’aimant.
Nous avons tous réussi avec un peu d’entraînement en guidant le trombone en
déplaçant l’aimant par-dessous le carton.