Dehors « En équilibre »
- Date : 9 décembre 2025
- Lieu : Ancien acroland
- Nombre d’élèves : 18
- Niveau : quatrième Harmos
- Temps : beau temps, chaud (env. 10°C), presque printanier
- Temps de travail : env. une heure
- Numéro de la séance du document de référence :
Objectifs
S’interroger sur l’équilibre d’un pendule. Découverte d’un centre d’équilibre, puis approche très intuitive de la notion de bras de levier par l’équilibre de deux masses différentes.
Une partie des points évoqués sur l’image ci-dessus n’a pas été réalisé. Mais les notions de position du point de gravité par rapport au sol et celle de position du centre de gravité d’un bateau, seront reprises dans un atelier où l’eau pourra être présente.
Préliminaire
Un petit rituel s’est établi avec quelques élèves qui consiste à faire du calcul mental pendant le déplacement vers la forêt avec une approche très intuitive des nombres négatifs.
Travaux pratiques
Position d’équilibre
Trouver une branche d’arbre la plus droite possible, assez solide, autant que possible dépourvue de branches latérales, ne fut pas un problème. En effet, la forêt mise à mal par une tempête, en regorgeait.
Ensuite, la recherche du point d’équilibre de la branche seule ne fut pas simple pour les élèves. Pas parce qu’ils ne comprenaient pas cette notion, non parce qu’ils ne pouvaient le situer, ce qu’ils firent très bien en posant la branche sur l’un de leur doigt, mais parce qu’ils devaient y accrocher le fil de suspension principal. Pour éviter d’avoir à faire des nœuds difficiles, ils avaient à leur disposition une ficelle au milieu de laquelle se trouvait un petit fil métallique rigide mais facilement pliable. En tordant ce lien, ils ont pu réaliser des boucles qu’ils pouvaient coulisser pour trouver le centre de gravité. Mais, celui-ci déterminé, bloquer le nœud à l’endroit précis de celui-ci a été difficile et il a fallu les aider.
Un groupe n’a pas immédiatement compris ce qu’il fallait faire et à bloqué sa branche sous des pierres pour qu’elle ne bouge pas, au lieu de la suspendre. En voyant les autres, ils ont spontanément repris leur travail et réalisé l’équilibre de la branche.
Éléments du mobile
Pour la suspension des éléments du mobile, un de chaque côté, il fallait trouver des objets de masse approximativement identique. La plus grande partie de leur travail fut consacrée à cet recherche. Mais, plutôt que de trouver deux objets de même masse, il procédèrent comme avec une balance : on accroche un élément de référence, puis on en trouve un autre qui contre-balance le premier.
De plus, à la difficulté d’envisager deux masses identiques, s’est ajoutée celle de les accrocher. Si par exemple, la première était faite d’un tas de mousses, le choix de la seconde sous forme de pierre en imposait une de trop petite dimension pour pouvoir l’accrocher. Rapidement, quelques groupes ont compris que le choix du bois pour ces deux éléments latéraux du mobile était très intéressant parce qu’ils pouvaient en casser une partie pour réaliser l’équilibre.
Résultats
L’évaluation du résultat était très simple : tenir le mobile par la ficelle centrale et s’il était en équilibre aller l’accrocher à une corde que nous avions tendue entre deux arbres.
Finalement
La présentation de tous les mobiles fut un grand moment. Un léger vent les faisait se balancer et chacun a pu constater que son travail présentait un aspect très esthétique.
En définitive, la recherche des éléments du mobile, celle du centre de gravité, des équilibres avec les éléments du mobile se sont faites avec une grande intensité parce que le but était clair : l’équilibre final sur la corde. À part la ficelle légèrement rigidifiée pour éviter les nœuds, aucun autre matériel n’a été nécessaire. Nous avons cependant eu de la chance avec le temps, car accrocher des éléments sur une branche avec les doigts dans un froid vif aurait été problématique.
Enfin, aucun élève n’a demandé un moment de pause. Leur concentration a été maximale du début à la fin et les premiers attendirent même que tout le monde ait fini pour improviser une petite descente à la course sur l’ancienne piste de ski (voir image en avant).
