Archives: Activités PDS

Description

La diffraction de la lumière : des principes physiques aux applications technologiques. Lorsque la lumière rencontre des objets de petite taille, elle est déviée d’une façon qui peut nous paraître étrange. Ce phénomène, appelé diffraction, est commun à tous les types d’ondes. La décomposition de la lumière par un réseau de diffraction est sans doute une des manifestations les plus spectaculaires de ce phénomène.

Dans cet atelier expérimental, nous nous intéresserons dans un premier temps à la notion de diffraction, puis celle-ci sera appliquée à la conception d’un spectroscope à réseau. La lumière émise par différents types de lampes (à décharge, à filament, LED) sera analysée à l’aide du spectroscope.

Les expériences se feront par groupes de 3 élèves et chaque élève réalisera son propre spectroscope qu’il pourra emporter.

Pré-requis/Matériel nécéssaire

Optique géométrique, trigonométrie de base.
Matériel : de quoi écrire, latte, calculatrice. Ciseaux pour la réalisation du spectroscope.

Objectifs

Découvrir la physique, ses concepts, ses lois et ses applications technologiques, par la manipulation expérimentale, l’observation active et la déduction personnelle.

Organisateurs

Université libre de Bruxelles

École polytechnique de Bruxelles

OPERA-photonique

Séances

Description

Découvrir l’électricité, de ses principes physiques à ses applications technologiques…

Contenu :
quelques montages classiques sont d’abord réalisés par les élèves à l’aide d’ampoules, de piles, d’interrupteurs et d’appareils de mesure pour illustrer les notions de conducteur et d’isolant, de circuit ouvert et fermé, de courant et de tension ainsi que de circuit en parallèle et en série. Ensuite, les mêmes montages sont réalisés avec des leds pour en découvrir les propriétés (consommation, éclairage…) et les comparer à celles des ampoules à filament. Sont ensuite abordées les propriétés d’un bobinage parcouru par un courant continu, avec application au fonctionnement d’un moteur. Enfin, quelques démonstrations pour aborder la notion de courant alternatif et quelques exemples montrant la différence entre courants alternatif et continu sont présentés.

Objectifs

Découvrir la physique, ses concepts, ses lois et ses applications technologiques, par la manipulation expérimentale, l’observation active et la déduction personnelle.

Organisateurs

Université libre de Bruxelles

École polytechnique de Bruxelles

OPERA-photonique

Séances

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La densité et la poussée d’Archimède : des principes physiques aux applications technologiques…

Déroulement :
les élèves se regroupent par trois et reçoivent le matériel relatif à l’atelier. Le responsable de l’activité, généralement un chercheur ou un assistant de l’école, donne ou rappelle les connaissances de base nécessaires à la réalisation de chaque expérience et les consignes de chaque défi, en les illustrant d’éventuelles démonstrations. Les élèves réalisent ensuite eux-mêmes chaque manipulation, sous les conseils et les explications de leur enseignant, du responsable de l’activité et de son assistant, qui se promènent tous trois parmi les bancs.

Contenu :
les élèves commencent par mesurer la valeur de la fameuse poussée d’Archimède dans un liquide à l’aide d’un dynamomètre et de récipients remplis d’eau. Une brève introduction aux notions de centre de masse et de moment de force leur permet alors d’établir la position du centre de poussée, le point où s’applique cette poussée et la loi pour qu’un objet soit en équilibre sur l’eau. Cette loi est ensuite confirmée expérimentalement : les élèves s’aperçoivent qu’un bateau mal chargé peut couler en se retournant et comprennent la manière dont les oiseaux aquatiques tiennent en équilibre sur l’eau. Le lien entre la poussée d’Archimède et la densité du liquide est ensuite établi, la densité de l’eau étant déterminée par les élèves en mesurant un volume et un poids. On en déduit le critère de flottabilité et l’énoncé général de la poussée, illustrés par l’exemple du bathyscaphe. Les élèves construisent finalement un ludion pour illustrer ces différents concepts. L’atelier se termine par une démonstration de la poussée d’Archimède dans un gaz : l’air. La densité de celui-ci est d’abord évaluée, puis une mini-montgolfière est montrée ; à l’aide d’un dynamomètre, on mesure sa force ascensionnelle, qui est la différence entre son poids total et la poussée.

Objectifs

Découvrir la physique, ses concepts, ses lois et ses applications technologiques, par la manipulation expérimentale, l’observation active et la déduction personnelle.

Organisateurs

Université libre de Bruxelles

École polytechnique de Bruxelles

OPERA-photonique

Séances

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L’équilibre et le centre de gravité : des principes physiques aux applications techniques…

Déroulement :
Après un rappel sur la notion de force, les élèves se regroupent par trois et reçoivent le matériel relatif à l’atelier. Les premières expériences portent sur les conditions d’équilibre entre deux forces. Les conclusions de ces expériences sont appliquées aux funambules, puis à la recherche du centre de gravité d’un solide.

Les expériences suivantes ont pour but d’illustrer l’équilibre entre moments de force (principe de la balance) et le lien entre le moment de force et certaines applications de la vie de tous les jours (grue, porte, ciseaux, tournevis…).

L’activité se conclut par la réalisation d’un équilibriste, que les élèves peuvent emmener à la fin de l’atelier et dont le principe de fonctionnement résume bien l’ensemble des concepts vus.

Pré-requis/Matériel nécéssaire

Si possible notions de forces

Objectifs

Découvrir la physique, ses concepts, ses lois et ses applications technologiques, par la manipulation expérimentale, l’observation active et la déduction personnelle

Organisateurs

Université libre de Bruxelles

École polytechnique de Bruxelles

OPERA-photonique

Séances