Les relations entre les forces du vol

Durée de travail estimée

Prérequis

Avoir complété les activités en lien avec Découvre les propriétés de l’air! et Comment un avion vole-t-il?

Attente(s)

A1. utiliser une démarche de recherche, une démarche expérimentale et un processus de design en ingénierie pour effectuer des recherches et des expériences ainsi que pour résoudre des problèmes, tout en respectant les consignes de santé et de sécurité.

D2. démontrer sa compréhension des diverses applications des propriétés de l’air à la mécanique du vol et aux machines volantes.

Contenu(s) d’apprentissage

A1.2 utiliser une démarche expérimentale et les habiletés connexes pour effectuer des expériences.

A1.3  utiliser un processus de design en ingénierie et les habiletés connexes pour concevoir, construire et tester des dispositifs, des modèles, des structures et/ou des systèmes.

D2.2 décrire les relations qui existent entre les quatre forces du vol : la portance, le poids, la traînée et la poussée, et qui rendent le vol possible.

Déroulement et directives

Mise en train :

1- Les avions sont fascinants! De si gros engins qui volent dans le ciel et qui peuvent transporter à des milliers de kilomètres en si peu de temps. Mais, réfléchis un peu…
Quels engins ou appareils volants autres que les avions connais-tu?
As-tu déjà visité un musée de l’aviation?
Qu’y as-tu appris?
Qu’est-ce qu’un avion de chasse?

Fais la lecture de la bande dessinée Une rencontre…inspirante! en fichier joint pour en connaître davantage sur le Musée de l’aviation du Canada.

Clique ici pour voir la collection d’avions du musée.

Exploration :

2- Mets la main à la pâte et apprends tout en t’amusant! Utilise l’activité Le ballon propulseur en fichier joint pour expérimenter la propulsion avec un ballon. Suis judicieusement chacune des étapes de la marche à suivre et réponds aux questions de la conclusion.

Lorsque tu auras complété l’activité, autocorrige-toi à l’aide du fichier joint Le ballon propulseur – corrigé.

3- Observe bien la photo du parapluie retourné. Saurais-tu répondre à ces questions?

D’après toi, pourquoi un parapluie se retourne-t-il lorsqu’il y a beaucoup de vent?
Quelle est la forme d’une aile d’avion?
Pourquoi l’aile a-t-elle cette forme?

Lis le texte Une question de déséquilibre pour en apprendre davantage sur la portance et le principe de Bernoulli.

Réalise ensuite l’expérience en bas du texte Une question de déséquilibre. Tu dois essayer de faire sauter une balle dans un verre, d’un verre à l’autre. À la toute fin, tu dois répondre à la question suivante : Comment expliques-tu ce qui se passe?

L’explication se trouve à la fin des activités qui suivent.

4- Poursuis tes apprentissages en expérimentant à nouveau à l’aide du fichier joint J’explore l’effet de la courbure d’une aile d’avion pour visualiser l’effet de la portance sur différentes courbures d’aile d’avion.

5- Pourrais-tu maintenant répondre aux questions suivantes?
Quelles sont les quatre forces du vol?
Quelles sont les forces qui s’opposent?

Les réponses se trouvent à la fin des activités qui suivent.

Effectue la lecture du texte Les forces en relation pour comprendre les relations entre les 4 forces du vol d’un avion.

6- Peux-tu expliquer la différence entre voler et planer? Qu’est-ce que le vol à voile?

En lisant l’entrevue en fichier joint Marc Gagnon, pilote de planeur, tu découvriras ce que sont les planeurs, mais aussi une personne passionnée du vol à voile.

7- À ton tour!

Suis le processus de résolution de problèmes technologiques et fabrique un avion en papier ou en carton qui volera le plus loin possible en ligne droite. Utilise la feuille de route Résolution de problèmes technologiques pour te guider. Utilise le plus possible des matériaux recyclés pour la construction; il est important de recycler, réutiliser et réduire.

Lorsque tu auras terminé, fais la démonstration du vol de ton avion à tes parents.

Réponses :

Activité 3 – Explication : Lorsque je souffle au-dessus du verre, je réduis la pression de l’air au-dessus de la balle de ping-pong. La pression de l’air en dessous de la balle de ping-pong demeure la même et la balle s’élève.

Activité 5 –
Quelles sont les quatre forces du vol? (la portance, la poussée, la traînée et le poids)
Quelles sont les forces qui s’opposent? (portance et poids, poussée et traînée)

Activité(s) d’apprentissage

1- Lecture de la bande dessinée Une rencontre…inspirante!
2- Expérimentation Le ballon propulseur.
3- Lecture Une question de déséquilibre et expérimentation sur la portance et le principe de Bernoulli.
4- Expérimentation des effets de la portance sur différentes courbures d’aile d’avion.
5- Lecture Les forces en relation.
6- Lecture d’une entrevue Rencontre Marc Gagnon, une personne passionnée du vol à voile.
7- Fabrication d’un avion qui volera le plus loin possible en ligne droite.

Matériel

ballon de fête
de la ficelle
pince à linge ou trombone
une balle de ping-pong
deux verres
trois pailles
deux tiges à brochette
deux cure-dents
deux assiettes de styromousse
du papier ou du carton
matériaux recyclés