Fabriquez une fusée à ballons facile et amusante dans votre jardin

Faisons un ballon-fusée Cette expérience scientifique simple avec un ballon est une fusée qui peut être construite dans votre jardin ou sur le terrain de jeu avec seulement un morceau de ficelle ou un fil de pêche, une bouteille d'eau, du ruban adhésif, une paille et un ballon. Les enfants de tous âges aimeront cette activité scientifique, y compris les plus grands. Je la fais aujourd'hui avec des enfants d'âge préscolaire.

Fusée à ballons pour les enfants

Mes enfants sont fascinés par tout ce qui touche à l'espace et aux vraies fusées (même si cela n'a pas de rapport direct avec Star Wars). Aujourd'hui, nous faisons entrer la NASA dans notre jardin grâce à la magie du fil de pêche, des pailles et des ballons.

C'est comme Apollo 13, mais sans le danger.

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Qu'est-ce que la troisième loi de Newton ?

Sir Isaac Newton est connu pour ses trois lois du mouvement, publiées il y a de très nombreuses années, en 1686. Sa première loi concerne un objet au repos, sa deuxième loi indique que la force est égale à la masse multipliée par l'accélération et sa troisième loi du mouvement est la suivante :

Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée.

Construisons un ballon-fusée pour découvrir comment une action (l'air du ballon plein qui s'échappe) crée une direction opposée (le ballon-fusée qui se déplace) !

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Comment fabriquer une fusée à ballons

Matériel nécessaire à la construction d'une fusée à ballon

• paille coupée en morceaux de 1 pouce
• fil de pêche ou ficelle de coton
• deux arbres ou quelque chose dans votre jardin pour ancrer la ligne de pêche à 100 pieds l'un de l'autre
• bouteille en plastique
• deux longs ballons pour le carburant de la fusée
• bande

Instructions pour fabriquer une fusée à ballons

Rassemblez vos fournitures et coupez les pailles en petits morceaux.

Étape 1

Passez votre ligne de pêche entre deux objets situés dans votre jardin, à une distance de 80 à 100 pieds l'un de l'autre, en attachant l'une des extrémités de la ligne à l'objet sécurisé.

Étape 2

Avant d'attacher la deuxième extrémité de la ficelle, faites passer le fil de pêche à travers deux des morceaux de paille pour qu'ils puissent glisser sur le fil.

Étape 3

Prenez la bouteille d'eau et coupez chaque extrémité de façon à obtenir un anneau de 3-4 pouces. Collez cet anneau sur l'un des segments de paille.

Étape 4

Prenez ensuite vos ballons.

Remarque : Apprenez de mon erreur. Lorsque je suis allée au magasin pour acheter des ballons longs, j'ai acheté ceux qui servent à faire des animaux en ballon. Lorsque je suis rentrée à la maison, j'ai réalisé qu'il était impossible de les gonfler sans une pompe quelconque. J'avais besoin de ballons plus gros ! Donc, à partir de maintenant, je vous montre comment faire avec des ballons ronds qui ne seront pas aussi efficaces que les ballons longs traditionnels ou les ballons gonflés.les animaux en ballon !

Étape 5

Gonflez un ballon et maintenez-le dans l'anneau sans laisser l'air s'échapper pendant que vous mettez un deuxième ballon en place.

Si l'on utilise les bons ballons et que l'on fait preuve d'une meilleure coordination, le deuxième ballon peut être positionné de manière à empêcher l'air de s'échapper du premier. Chaque ballon contient une quantité d'air différente.

Lancement d'une fusée en ballon

Lâchez le deuxième ballon....'air s'échappe ! Le ballon-fusée se déplace ! Nous avons vu la fusée voler !

Whoooooosh !

Le deuxième ballon propulse la fusée et celle-ci avance, puis, lorsqu'elle devient plus petite, le premier ballon prend le relais.

Première étape !

Deuxième étape !

Fusée à ballon réutilisable

Nous avons lancé le ballon-fusée encore et encore, en observant à chaque fois la force de poussée de l'air qui a créé le moteur de notre fusée.

Lors des lancements suivants, je n'ai utilisé qu'un seul ballon parce que c'était plus facile à mettre en place et que j'avais des astronautes très enthousiastes.

Pourquoi le ballon-fusée fonctionne-t-il ?

Pourquoi cela se produit-il ? Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Ce principe observé par Newton est au cœur de la science des fusées (dans ce cas, un ballon-fusée). L'air qui s'échappe du ballon par l'arrière pousse la fusée vers l'avant dans une direction opposée. La force de l'air du ballon qui s'échappe est la même que la force du mouvement vers l'avant qui pousse la fusée.

Instructions imprimables pour cette expérience de fusée à ballon.

Questions que les enfants peuvent se poser sur la troisième loi de Newton

1. Qu'est-ce que la troisième loi de Newton ?
2. Pouvez-vous l'expliquer en termes simples ?
3. Qui est Newton et pourquoi est-il important ?
4. Comment la troisième loi de Newton fonctionne-t-elle dans la vie de tous les jours ?
5. Pouvez-vous me donner un exemple de la troisième loi de Newton ?
6. Cette loi s'applique-t-elle à tout ou seulement à certaines choses ?
7. Que se passe-t-il lorsque je pousse ou tire quelque chose ?
8. Pourquoi les objets bougent-ils lorsque nous les poussons ou les tirons ?
9. Si je pousse mon ami sur une balançoire, la balançoire se repousse-t-elle ?
10. Comment cette loi nous aide-t-elle à comprendre comment les choses se déplacent ?

Gardez à l'esprit que les élèves de maternelle et de CP ne comprennent peut-être pas entièrement les concepts scientifiques qui sous-tendent la troisième loi de Newton. Il est donc important de leur fournir des explications et des exemples simples et adaptés à leur âge pour les aider à saisir l'idée.

Comment faire pour que le ballon-fusée aille plus vite ou plus loin ?

1. Augmenter la pression de l'air à l'intérieur du ballon Le ballon doit être gonflé avec plus d'air pour augmenter la pression à l'intérieur. Plus l'air s'échappe du ballon, plus la force est grande, propulsant la fusée plus vite et plus loin. Attention toutefois à ne pas trop gonfler le ballon, car il risque d'éclater.
2. Utiliser un ballon plus grand ou plus long Un ballon plus grand ou plus long peut contenir plus d'air, ce qui signifie qu'il a le potentiel de générer une force plus importante lorsque l'air est libéré. Faites des essais avec des ballons de différentes tailles pour trouver celui qui optimise la vitesse et la distance.
3. Réduire les frottements La paille doit être lubrifiée avec une petite quantité de savon à vaisselle ou d'huile de cuisine pour qu'elle glisse plus facilement le long de la ficelle.
4. Rationaliser la fusée La résistance à l'air : Assurez-vous que la paille ou le tube qui relie le ballon à la ficelle est léger et peu encombrant afin de réduire la résistance à l'air. Vous pouvez également fixer le cou du ballon en ligne droite le long de la paille afin de réduire la résistance à l'air.
5. Optimiser l'angle La fusée à ballons : Expérimentez différents angles de la ficelle ou de la ligne pour trouver la trajectoire la plus efficace pour la fusée à ballons. Un angle légèrement vers le haut peut aider la fusée à voyager plus loin.
6. Utiliser une buse La fusée peut ainsi être dirigée avec plus de précision, ce qui génère une plus grande poussée et permet à la fusée d'aller plus vite et plus loin.

Mettre les enfants au défi d'apporter des modifications à leur fusée est un excellent moyen d'apprendre les facteurs qui influencent la vitesse et la distance d'un ballon-fusée.

En savoir plus : Utilisez nos fiches de travail sur la méthode scientifique pour les enfants pour tester différents modèles de fusées à ballons !

Pourquoi l'air contenu dans le ballon fait-il bouger la fusée ?

L'air contenu dans un ballon veut s'échapper en raison de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du ballon. Lorsque vous gonflez un ballon, vous forcez les molécules d'air à pénétrer dans l'espace confiné à l'intérieur, ce qui fait augmenter la pression de l'air à l'intérieur du ballon. Le matériau élastique du ballon s'étire pour s'adapter à l'augmentation de la pression de l'air.

La pression de l'air à l'intérieur du ballon est plus élevée que la pression de l'air à l'extérieur du ballon, ce qui crée un gradient de pression. Les molécules d'air essaient naturellement de se déplacer d'une zone de haute pression (à l'intérieur du ballon) vers une zone de basse pression (à l'extérieur du ballon) afin d'égaliser la différence de pression.

Lorsque vous relâchez l'ouverture du ballon et laissez l'air s'échapper, l'air à haute pression à l'intérieur du ballon s'échappe par l'ouverture, créant ainsi une force d'action. Lorsque l'air s'échappe, il exerce une force sur l'air à l'extérieur du ballon.

Selon la troisième loi de Newton, la force de l'air qui s'échappe a une force de réaction égale et opposée. Cette force de réaction agit sur le ballon et le propulse dans la direction opposée à celle de l'air qui s'échappe. Sous l'effet de cette force, le ballon se déplace vers l'avant, fonctionnant comme une fusée.

Quel est le lien entre le ballon-fusée et la troisième loi de Newton ?

Cette activité scientifique sur les ballons-fusées illustre la troisième loi du mouvement de Newton. La troisième loi de Newton stipule que pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Dans notre activité sur les ballons-fusées, ce principe peut être observé lorsque l'air à l'intérieur du ballon est libéré, ce qui fait que la fusée se déplace dans la direction opposée.

Lorsque vous gonflez un ballon et que vous le relâchez sans en attacher l'extrémité, l'air contenu dans le ballon s'échappe. Lorsque l'air est expulsé du ballon (l'action), il exerce une force égale et opposée sur le ballon lui-même (la réaction). Cette force propulse le ballon dans la direction opposée à celle de l'air qui s'échappe, ce qui fait que le ballon avance comme une fusée.

Cette expérience scientifique sur les ballons-fusées est l'un de mes exemples préférés de la troisième loi de Newton en action ! Elle montre comment la force de l'air qui s'échappe du ballon produit une force égale et opposée qui propulse le ballon vers l'avant. Cette activité pratique peut aider les enfants à mieux comprendre le concept d'action et de réaction d'une manière amusante et engageante.

Est-il prudent de fabriquer et de jouer avec des ballons-fusées ?

Oui ! Il est généralement sans danger de fabriquer des fusées à ballons et d'y jouer car elles sont propulsées par des ballons. Bien entendu, les jeunes enfants qui pourraient mettre un ballon dans leur bouche ne doivent pas participer sans la surveillance d'un adulte car il y a un risque d'étouffement. L'autre danger moins évident est celui des allergies. Certains enfants sont allergiques au latex qui est un matériau couramment utilisé dans les ballons. Vous pouvez trouver des ballons sans latex dans le commerce.des ballons si nécessaire.

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