Les machines simples sont des constructions mécaniques qui augmentent une force simple lorsqu'elle est appliquée à une charge, ou changent la direction de cette force. Toutes les machines composées sont constituées de combinaisons de machines simples. Traditionnellement, les six machines simples de base sont le plan incliné, le levier, la poulie, la vis, la cale et la roue et l'essieu. Les élèves de troisième année sont capables de comprendre ces machines et leur fonctionnement en réalisant des expériences scientifiques les impliquant.
Le plan incliné
Pour aider les élèves de troisième année à se renseigner sur le plan incliné, demandez-leur de déplacer des poids avec et sans l'aide d'un plan incliné. Attachez un poids modérément lourd à une balance à ressort et demandez aux enfants de soulever le poids directement du sol à une table basse. La balance à ressort mesure la force nécessaire pour déplacer le poids vers le haut sans aide. Ensuite, fixez une rampe en carton épais ou en bois de la table au sol. Utilisez la balance à ressort pour tirer le poids sur la rampe jusqu'à la table et mesurer la moindre force nécessaire.
Le levier
Les leviers sont des machines simples placées sur un point d'appui qui aident à amplifier la force pour déplacer la charge positionnée à l'extrémité du levier. Les élèves de troisième année peuvent s'amuser à comprendre le levier en construisant une simple catapulte qui projette des pièces de monnaie ou d'autres objets légers dans les airs. Pour ce faire, équilibrez une règle sur un crayon et placez une pièce de monnaie au bout de la règle pour servir de charge. Déposez un poids léger ou une autre pièce sur l'extrémité supérieure de la règle et regardez la charge sauter. Essayez la même expérience avec des poids de tailles différentes, en laissant tomber des poids de différentes hauteurs et avec le point d'appui dans différentes positions.
La Poulie
De nombreux écoliers voient une poulie au travail chaque jour lorsque le drapeau de leur école est hissé et abaissé. Vous pouvez aider les élèves de troisième année à réaliser le rôle que joue la poulie en les emmenant au mât. Demandez-leur de sauter en haut du mât pour attacher le drapeau. Bien sûr, ils n'y arriveront pas, mais ils s'amuseront à essayer. Demandez-leur d'attacher le drapeau et de le tirer vers le haut, en notant que lorsqu'ils descendent, le drapeau monte, montrant comment la poulie change la direction de la force.
La vis
Les élèves de troisième année peuvent comprendre qu'une vis est simplement un plan incliné enroulé autour d'un pôle central en créant leur propre forme de vis. Demandez-leur de couper de longs triangles minces de papier. S'ils ont déjà fait un projet sur le plan incliné, ils devraient être capables d'expliquer comment le papier pourrait être un plan incliné. Demandez-leur d'enrouler le papier autour d'un crayon, puis de retirer le crayon. Le papier aura la forme d'une vis.
le coin
En troisième année, les enfants sont souvent déjà familiarisés avec le coin en tant que machine simple en raison des blocs de construction avec lesquels ils jouent. Demandez aux enfants de placer deux blocs rectangulaires côte à côte, en se touchant. Demandez-leur ensuite de pousser un bloc en forme de coin entre les deux blocs et de voir ce qui se passe lorsqu'ils se séparent. Essayez l'expérience avec différentes largeurs de coins pour voir les différentes réactions.
La roue et l'essieu
Les enfants voient des roues et des essieux à l'œuvre tous les jours, que ce soit sous la forme de leurs vélos ou comme la poignée de porte qu'ils tournent pour quitter leur chambre. Pour les aider à voir comment fonctionnent une roue et un axe de manière simple, donnez-leur à chacun une vis, un tournevis et un morceau de bois tendre. Demandez-leur d'essayer d'enfoncer la vis dans le bois avec leurs mains; ils n'iront pas très loin et cela demandera beaucoup d'efforts. Demandez-leur ensuite d'utiliser le tournevis, en expliquant que le manche du tournevis est une roue. Lorsqu'ils tournent la roue, l'axe, qui est le tournevis lui-même, applique une force accrue à la vis, ce qui facilite l'enfoncement dans le bois.
