Dans le cadre d’une séance de mathématiques sur les grandeurs composées (km/h, g/cm3, L/km…), menée en lien avec des travaux de sciences physiques sur la poussée d’Archimède, la problématique suivante est posée aux élèves : plusieurs objets de la vie courante sont présentés et on se demande si ces objets, plongés dans l’eau, vont flotter ou couler ?
Objectifs pédagogiques :
– Travailler sur les grandeurs composées (notion du programme de mathématiques en 3ème).
– Travailler sur les formules, les calculs, les unités de volumes.
– Faire un lien entre un problème et des notions scientifiques (la poussée d’Archimède et la masse volumique) et des compétences mathématiques.
– Rendre compte de sa démarche à l’oral (compétence du socle).
Exemples d’objets proposés à l’étude : une balle de golf, une boite de conserve…
Matériel à disposition des élèves (placés par groupe de 4) :
– des outils de mesures de longueur (règle, pied à coulisse…)
– des balances électroniques (de précisions diverses)
– une bassine d’eau (qui ne sert qu’à vérifier la conclusion : ça flotte ou ça coule ?)
– une tablette pour :
- Faire des calculs complexes si besoin
- Rechercher les formules oubliées…
- Filmer la démarche
Stratégie généralement mise en œuvre par les élèves.
– 1ère étape : Détermination du volume de l’objet étudié (ici une boule)
– 2ème étape : Mesure de la masse de l’objet étudiée
– 3ème étape : calcul de la masse volumique « globale » de l’objet
– 4ème étape conclusion :
- Si la masse volumique trouvée est inférieure à 1 g/cm3 alors l’objet flotte
- Si la masse volumique trouvée est supérieure à 1 g/cm3 alors l’objet coule
Voici un exemple de vidéo produite par un groupe de 4 élèves de 3ème F (Clarisse, Titouan, Lucien, Clara) pour rendre compte de leur recherche :