Contenu
Les projets d'expo-sciences sont une introduction pour les enfants au monde de l'expérimentation. Alors que les enfants ont l'habitude d'entendre parler de la science en classe, les projets d'expo-sciences sont l'occasion d'aborder une question de leur choix en concevant leur propre expérience. Pour de nombreux enfants, le sujet de cette expérience peut être dicté par le temps qu’ils passent en récréation: la hauteur d’une balle qui rebondit.
Lois de Newton
Un projet d’expo-sciences sur la hauteur de rebond d’un ballon consistera à examiner deux concepts de la physique. La première est la troisième loi du mouvement de Newton: pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Pour une balle qui rebondit, l'action est une balle qui tombe contre le sol avec une force déterminée par la masse de la balle et la hauteur à laquelle elle est tombée. Le sol appliquera alors la même force à la balle, ce qui la fera rebondir.
La gravité
Lorsque la balle tombe au sol, la gravité la pousse vers le bas. Lorsque la balle rebondit, elle utilise sa force pour vaincre la gravité, qui tente de la repousser au sol. Par conséquent, il faudra plus de force que la balle ne rebondira pour ramener la balle à la hauteur à laquelle elle est initialement tombée. Une fois que la balle aura épuisé sa force pour vaincre la gravité, elle commencera à retomber sur le sol. Il rebondira alors avec une force déterminée par la dernière hauteur à laquelle il est tombé, ce qui le fera rebondir à une hauteur de plus en plus basse. Il s’arrêtera lorsque la force du rebond ne sera plus suffisante pour vaincre même la force que la gravité exerce sur le ballon.
Des questions
La base de chaque expérience est une question. S'agissant de la hauteur d'une balle qui rebondit, ces questions devraient être celles qui permettent de collecter et d'analyser des données sur la hauteur à laquelle les balles rebondissent. Voici des exemples: "Des balles de différents matériaux perdent-elles leur hauteur au même rythme?" ou "Est-ce que les balles perdent leur hauteur qui rebondit à des rythmes différents si elles tombent de différentes hauteurs?"
Installer
Pour l'expérience, vous devez disposer d'un bâton ou d'un grand tableau avec des lignes claires marquant les intervalles de mesure derrière la balle qui rebondit. Parce que la science valorise la précision et que l'estimation de la hauteur d'une balle qui rebondit en temps réel est un peu risquée, vous devez disposer d'une caméra pouvant voir la balle et d'un instrument de mesure situé derrière pour enregistrer vos différents essais. De cette façon, vous pourrez revoir les images plus tard pour déterminer avec précision le moment où la balle atteindra sa hauteur maximale de rebond. En consultant la position des billes par rapport à l'appareil de mesure derrière elles dans l'enregistrement, vous pouvez alors enregistrer une mesure plus précise de la hauteur des billes.