Voici quelques modèles de travail présentant le principe de conservation de l'énergie:
1. Pendule:
* Matériaux: String, poids (comme une petite balle ou un écrou), un support ou un support.
* comment cela fonctionne:
* Le pendule balance dans les deux sens, échangeant de l'énergie potentielle (énergie stockée due à la hauteur) avec une énergie cinétique (énergie de mouvement).
* Au point le plus élevé, le pendule a une énergie potentielle maximale et une énergie cinétique nulle.
* Au point le plus bas, le pendule a une énergie cinétique maximale et une énergie potentielle nulle.
* En raison de la friction, l'amplitude du pendule (swing) diminuera progressivement, mais l'énergie totale reste conservée (convertie en chaleur et en son).
* Observations: Vous pouvez observer que la vitesse du pendule augmente à mesure qu'elle baisse et diminue à mesure qu'elle monte, démontrant la conversion d'énergie.
2. Montagnes russes:
* Matériaux: Cardboard, ruban adhésif, billes, piste (peut être construit avec du carton ou d'autres matériaux).
* comment cela fonctionne:
* La piste de montagnes russes simule les collines et les vallées.
* Le marbre commence au plus haut point avec une énergie potentielle maximale.
* Alors que le marbre se déroule, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique.
* Au bas de la piste, le marbre a une énergie cinétique maximale et une énergie potentielle minimale.
* Le marbre continue de rouler, gagnant de l'énergie potentielle en grimpant des collines et en la perdant en descendant.
* Observations: Vous pouvez observer que la vitesse du marbre augmente sur les descentes et diminuer sur les ascensions, illustrant la conversion d'énergie.
3. Rampe et balle:
* Matériaux: Rampe, balle, ruban de mesure.
* comment cela fonctionne:
* Roulez la balle d'une certaine hauteur sur la rampe.
* Mesurez la hauteur que la balle atteint du côté opposé de la rampe.
* La hauteur atteinte sera légèrement inférieure à la hauteur de départ due à la frottement et à la résistance à l'air.
* Observations: Cela démontre que l'énergie potentielle de la balle est convertie en énergie cinétique, puis remonte à l'énergie potentielle. Vous pouvez observer l'impact du frottement en comparant les hauteurs initiales et finales.
4. Démonstrations de machines simples:
* Matériaux: Leviers, poulies, plans inclinés.
* comment cela fonctionne:
* Des machines simples comme les leviers, les poulies et les plans inclinés ne créent pas d'énergie mais changent la façon dont l'énergie est utilisée.
* Par exemple, un levier peut amplifier la force, ce qui facilite la mise en place d'un objet lourd.
* Cela démontre le concept de transformation du travail et de l'énergie.
* Observations: Vous pouvez observer comment l'effort s'appliquait à une machine simple change pour accomplir une tâche, mettant en évidence la conversion de l'énergie d'une forme à une autre.
5. Roue d'eau et turbine:
* Matériaux: Petite roue d'eau, récipient, eau, turbine (peut être un petit ventilateur ou un générateur).
* comment cela fonctionne:
* Versez de l'eau sur la roue d'eau.
* L'eau qui coule tourne la roue, qui à son tour tourne la turbine.
* La turbine peut produire de l'électricité (si c'est un générateur) ou effectuer d'autres tâches mécaniques.
* Observations: Vous pouvez observer l'énergie potentielle de l'eau convertie en énergie cinétique, puis en mouvement de la roue et de la turbine.
Conseils pour construire des modèles de travail:
* Utilisez des matériaux facilement disponibles comme le carton, le ruban adhésif, les billes, etc.
* Gardez la conception simple et concentrée sur le principe de conversion d'énergie.
* Utilisez des explications et des étiquettes claires pour mettre en évidence les transformations d'énergie.
* Encourager l'expérimentation et l'exploration de différents facteurs affectant la conservation de l'énergie, tels que la friction et la résistance à l'air.
En construisant et en expérimentant ces modèles, vous pouvez mieux comprendre le concept fondamental de conservation de l'énergie et ses applications dans la vie quotidienne.
