C. Les séances

Présentation de la potence, de la poulie. Le pavé est placé au centre de la base.

a)      Que se passe-t-il si l’on soulève le pavé avec une poulie placée en haut de la potence et que l’on tire la ficelle vers le bas ?

Le pavé semble plus facile à soulever avec une poulie placée en haut de la potence. Il est plus facile de tirer vers le bas que vers le haut. De plus, le poids du corps s’ajoute à la force nécessaire pour le lever la charge.

L'utilisation de la poulie fixe ne change rien à la force nécessaire. Elle inverse le sens de l’effort.

b)      Que se passe-t-il si l’on place la poulie en bas, attachée au pavé, et que l’on accroche la corde en haut de la potence ? On tire alors la ficelle vers le haut.

                        Attention : il faut retourner la poulie pour pouvoir l’attacher au pavé.

Le pavé est plus facile à soulever. Il est porté « à deux » de la même manière qu’un panier est moins lourd à porter à deux. La charge à soulever est pratiquement « divisée » par « deux » … La poulie mobile s’élève en même temps que la charge. 

c)       Que se passe-t-il lorsque l’on accroche la ficelle en haut de la potence, une poulie au pavé et que l’on place une seconde poulie en haut de la potence ?  On tire alors la ficelle vers le bas.

La force nécessaire est divisée par deux, partagée entre les deux brins.  Le sens de l’effort est inversé.

d)      Que se passe-t-il lorsque l’on accroche la ficelle au pavé, une poulie en haut de la potence, une seconde poulie au pavé ? On tire alors la ficelle vers le haut.

La force nécessaire est divisée par deux, partagée entre les deux brins. Pour connaître la force il suffit de diviser par le nombre de brins.

Le sens de l’effort est inversé par rapport à la situation précédente.

Quel est le plus avantageux ?

Ce qui est éprouvé est différent  selon chaque enfant …

Les observations ont besoin d’être organisées  selon le nombre de poulies et le sens de l’effort.

Afin de se mettre d’accord, d’objectiver les résultats, les élèves sont invités à trouver un moyen de mesurer l’effort fourni. Les élèves vont

• mesurer  avec un élastique. Il est important que les élèves prennent toujours les mêmes repères : crochet du pavé, esse … 

• refaire les quatre manipulations et renseigner le tableau

• conclure et noter la conclusion sur le livret

Attention : l’élastique doit être accroché au bout de la ficelle.

Tirer un ensemble de conclusions serait bien ambitieux, les élèves choisissent de commenter une situation et une seule.     

Les élèves pourraient conclure ainsi :

1 – « Si l’on accroche une poulie en haut de la potence, la force ne change pas, c’est seulement le sens de l’effort qui change.

2 - Si l’on accroche une poulie au pavé, la poulie se monte avec le pavé, la force est deux fois plus petite.

3 - Si l’on installe deux poulies, une en haut de la potence et une accrochée au pavé, la force est deux fois plus petite. Le sens de l’effort change. »

Par exemple :

Certains élèves remarquent que réduire l’effort en utilisant la poulie mobile demande d’utiliser davantage de corde et de lever le bras plus haut... Donc, l'avantage est une notion qui se discute !