La science et techno en famille – Aussi vite que mon ombre!

Un célèbre héros de bande dessinée serait plus rapide que son ombre, mais, en science, on sait que cela n’est pas possible! Toutefois, tout ce qui touche aux ombres, c’est fascinant. En cela, on peut être aussi vite que notre ombre et faire la lumière sur ce phénomène physique!

Cette semaine, on joue donc avec la lumière à la manière des physiciens, on crée des ombres, on explique le cycle du jour et de la nuit et on fabrique un gnomon! Un quoi? Un gnomon, ou souvent appelé cadran ou horloge solaire.

Il y en a pour tous les âges!

Pour tous les cycles (6 à 13 ans)

Sauf pour les petits, l’enfant devrait être en mesure de faire la grande partie de cette activité seul. Des encouragements peuvent être pour encourager la rigueur du travail.

Aperçu de l’activité : pour les petits,   pour les moyens   et   pour les grands

– Présentation de l’activité en format balado (pour les parents)

– Présentation de l’activité en format balado (pour les enfants du 1er cycle) – Présentation de l’activité en format balado (pour les moyens 2e cycle) – Présentation de l’activité en format balado (pour les grands 3e cycle)

Matériel nécessaire

Et pour l’expérience :
Pour le 1er cycle :

  • lampe de poche (ou de table ou sur pied)
  • un objet au choix (pas trop grand, ni trop petit : de 10 à 20 cm de hauteur)
Pour le 2e cycle :

  • Craie (ou autre moyen de laisser des traces au sol)
  • Un carton de jus ou de lait
  • Un ballon ou une balle
  • Une lampe
Pour le 3e cycle :

  • Du carton ondulé
  • 2 feuilles blanches
  • 1 brochette de bois ou un crayon
  • 1 règle graduée
  • De papier collant
  • 1 boussole ou une application de boussole
  • 1 craie

Se préparer

Avant de se lancer, l’enfant est invité à se préparer:

  • Il doit prévoir comment noter tes découvertes.
    • Dans tous les cas, l’enfant devra faire des croquis de ce qu’il observe. On recommande aussi vivement de mesurer à l’aide d’une règle, d’un ruban ou, au 3e cycle, d’un rapporteur d’angle. Pour cette activité, la mesure du temps est aussi importante aux 2e et 3e cycles.
    • L’utilisation d’un appareil numérique (ex. : tablette ou iPod) pour photographier peut aussi être utile, mais ce n’est pas nécessaire.
  • Il se familiarise avec le vocabulaire lié à l’expérience grâce à la fiche Les mots pour parler ombres.
  • Il prépare tout son matériel.

Action!

C’est maintenant le temps d’expérimenter. L’enfant doit être méthodique et observer attentivement ce qui se passe. On lui rappelle de noter tout ce qu’il voit. Comme pour les activités précédentes, il peut aussi faire des illustrations ou prendre des photos.

Les plus petits apprennent à faire des ombres.

  • On invite les enfants découvrir par eux-mêmes comment faire des ombres. Des petites. Puis des grandes. 

Les moyens vont parfaire leur connaissance autour du cycle du jour.

Les plus grands fabriquent un gnomon.

  • Mesurer le temps avec une ombre est possible. En fabriquant un cadran solaire, les enfants vont parfaire leurs connaissances en lien avec l’astronomie et le cycle du jour.

Le bilan et la communication des résultats

Après les expériences, on fait un bilan.

-> Qu’est-ce qui s’est passé? Est-ce que les hypothèses ont été confirmées? Est-ce facile de créer des ombres, d’expliquer le cycle du jour et de la nuit ou de faire un cadran solaire? Comment pourrait-on faire mieux une prochaine fois?

L’enfant peut finalement présenter à l’oral ses découvertes à un membre de la famille. On lui demande alors comment il a fait et s’il a eu à se réajuster. On insiste pour qu’il utilise les bons mots. 

Il peut être judicieux que l’enfant échange avec d’autres qui auraient fait une expérience similaire pour de meilleures conclusions.

Pour aller plus loin

Envie de pousser un peu plus loin sur la thématique des ombres?

  • Pour les petits
    • On part à la chasse aux ombres! On observe les « vraies » ombres autour de nous, mais on regarde aussi celles que font les illustrateurs. Pour ces dernières, des choix artistiques peuvent faire en sorte que les ombres illustrées ne respectent pas les lois de la nature. Saura-t-on les débusquer?
    • On peut aussi explorer des sites qui nous expliquent les ombres :
  • Pour les moyens
    • On tente d’expliquer le cycle du jour et de la nuit à l’aide d’une balle ou d’un ballon et d’une source de lumière (ex. : une lampe de poche). Saura-t-on trouver le sens de rotation de la Terre?
    • On découvre le sens de rotation de la Terre en se demandant pourquoi le Soleil ne se lève ou se couche pas à la même heure partout au Québec.
    • Au besoin, on va explorer les sites suivants qui devraient pouvoir aider :
  • Pour les grands
    • On perfectionne notre cadran solaire. À partir du prototype initial, on fabrique un gnomon qui permet d’être plus précis. On va même jusqu’à mesurer les angles entre les heures et à se questionner sur ce qui change en fonction des saisons.
    • On en profite pour réviser notre compréhension des ombres (voir ce qu’on demande aux petits) et le lien entre la rotation de la Terre et le cycle du jour et de la nuit (voir ce qu’on demande aux moyens),

IMPORTANT : N’oubliez pas respecter les directives gouvernementales visant à limiter la propagation de la pandémie. Ces directives sont continuellement mises à jour à l’adresse www.quebec.ca/coronavirus. Certaines activités pourraient alors demander à être modifiées.


Remerciements

  • Un autre grand merci à Donald Gaudreau, conseiller pédagogique à la CS de la Pointe-de-l’Île et coconcepteur de cette activité.