Idée clé
Un objet plongé dans l’eau subit une force vers le haut appelée poussée d’Archimède. Cette force dépend du volume d’eau déplacé. Plus l’objet déplace d’eau, plus la poussée vers le haut est grande.
En eau : plus tu déplaces d’eau, plus ça “pousse” vers le haut.
Question & hypothèse (cadrées)
Question (imposée)
Est-ce que la forme d’un objet peut changer sa flottaison, même si sa masse ne change pas ?
Hypothèse (imposée)
Si je prends la même masse de pâte à modeler et que je change sa forme, alors une forme “bateau” peut flotter car elle déplace plus d’eau (donc la poussée d’Archimède peut devenir suffisante).
Ce qu’on compare
- Objet A : boule compacte (coule souvent)
- Objet B : forme “bateau” (flotte plus facilement)
- Ce qui ne change pas : même quantité de pâte
Matériel
Indispensable
- Pâte à modeler (ou pâte autodurcissante) — une même “boule” servira pour tout
- Un grand bol / saladier transparent rempli d’eau
- Une règle (ou repère visuel) + un feutre
- Des pièces de monnaie (pour tester la charge)
- Une cuillère / petite passoire (pour récupérer sans éclabousser)
Optionnel (améliore la mesure)
- Balance (pour connaître la masse)
- Verre doseur / éprouvette graduée (pour mesurer le volume déplacé)
- Serviette (sécher entre les essais)
Protocole
Si tu veux mesurer “le déplacement d’eau” (option)
- Remplis un récipient à ras bord placé dans un plateau.
- Plonge l’objet : récupère l’eau qui déborde et mesure-la dans un verre doseur.
- Plus il déborde (volume déplacé), plus la poussée d’Archimède est grande.
Table de résultats
| Essai | Forme | Flotte / Coule | Stabilité (faible/moyenne/bonne) | Nombre de pièces avant de couler | Observations |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Boule | 0 | |||
| 2 | Bateau | ||||
| 3 | Bateau (amélioré) |
Questions (à répondre)
1) La boule flotte-t-elle ? Pourquoi, selon toi ?
2) Le “bateau” flotte-t-il mieux ? Qu’est-ce qui change par rapport à la boule ?
3) Que signifie “déplacer de l’eau” dans cette activité ?
4) Quelle forme supporte le plus de pièces ? Et pourquoi ?
Réponses attendues (repères)
- La boule coule souvent : elle s’enfonce vite et ne déplace pas assez d’eau pour compenser son poids.
- Le bateau flotte mieux : sa forme permet de déplacer plus d’eau sans être totalement immergé.
- Plus le volume d’eau déplacé est grand, plus la poussée d’Archimède est grande.
Conclusion (modèle)
Conclusion scientifique
“Avec la même masse de pâte, la boule ________ alors que la forme bateau ________. Donc la forme influence la flottaison car elle change le volume d’eau déplacé. Plus on déplace d’eau, plus la poussée d’Archimède est grande.”
Lien avec le réel
Un bateau en acier peut flotter car sa forme contient beaucoup d’air et lui permet de déplacer un grand volume d’eau. Ce n’est pas “la matière” seule qui décide, mais la densité moyenne de l’ensemble (acier + air).