Les formes d'énergie (+ Printable)

Ah, les sciences ! Il y a tant et tant de notions à aborder, et la manière dont elles s'enchainent est tellement passionnante, qu'il faudrait que nous ne fassions plus que des sciences pour avoir le temps d'en faire le tour avant l'âge adulte des enfants ! 😅

Dans les faits, voilà, notre dernière séquence sérieuse remonte à 10 mois ... C'était ICI, avec l'étude des états de la matière, vous souvenez-vous ? Je vous avais laissés sur cette phrase : "Nous, les Hommes, percevons deux dimensions à notre monde physique, qui sont la Matière et l’Énergie." Aujourd'hui, je reprends le fil de notre investigation : après l'étude de la matière, la découverte de l'énergie !

Cette séquence se compose de trois séances, dont voici la première ... La suite viendra bientôt sur ce blog ! 😊

Le concept d'énergie, Séance 1

Les formes d'énergie et leurs fonctions

Tout a commencé par une grande discussion au moment du goûter. La conversation est tombée sur Halloween, les supers pouvoirs des sorcières et la nature des actes magiques en général.

LOUISELLE

Ah, mais ça doit être trop bien de voler dans les airs à cheval sur un balai !

ANTONIN

... ou de transformer ses ennemis en crapauds d'un coup de baguette magique ...

MOI

Est-ce que ces choses arrivent dans la vraie vie, ou est-ce qu'elle sont complètement imaginaires ?

ANTONIN

Ah, mais non, ça n'existe pas, ce n'est pas possible.

MOI

Avez-vous déjà essayé de réaliser des actions magiques ? Lesquelles ? Est-ce que cela a marché ?

ANTONIN, avec logique

Ah, ben non, je n'ai pas essayé puisque je sais que ça ne marcherait pas.

LOUISELLE

Moi, quand je serai grande, j'inventerai des licornes. Pour le moment, elles n'existent pas, mais c'est juste qu'elles n'ont pas encore été inventées. Je suis sûre qu'elles existeront dans le futur.

Quoi qu'il en soit, nous sommes d'accord pour conclure que les actes magiques ne sont pas reproductibles dans la vraie vie - du moins, pas pour le moment. 😊 On ne peut pas lancer des éclairs avec ses mains comme les super-héros. On ne peut pas voler sur un balai comme Kiki la petite sorcière. On ne peut pas transformer un chat en éléphant - ni un éléphant en chat. La question devient :

"Que faut-il pour faire fonctionner un objet, pour le faire bouger, pour qu'il change d'une manière ou d'une autre, si cela ne se fait pas par magie ?" 

Pour aider les enfants à répondre à cette question et les aider à appréhender le concept d'énergie, je décide de fabriquer un petit jeu, que je leur présente le lendemain.  Mon objectif est de mettre en évidence la définition même du concept d'énergie : faire agir les objets.

Ce matériel se compose de cartes "actions"  (allumer une lampe, faire avancer un vélo, etc.) et d'étiquettes "énergies", qu'il s'agit de faire correspondre.

Je demande à un enfant de piocher une première carte "action" et je formule la question :  

"Quelle énergie permet d'allumer une lampe ? Si nous étions dans un monde magique, bien sûr, il suffirai de donner un petit coup de baguette, et hop ! Mais dans la vraie vie, de quoi a-t-on besoin ?

Les enfants comprennent rapidement le principe : l'énergie est invisible, et pourtant, nous pouvons dire quand elle est là. Si quelque chose change, c'est qu'il y a de l'énergie !

Ils opèrent le tri. À tour de rôle, chacun pioche une carte et essaye de retrouver l'énergie correspondant au phénomène. Le lexique ne pose aucun problème, mais nous remarquons rapidement qu'il y a souvent plusieurs réponses possible. Certes, c'est la chaleur qui cuit mes cookies, mais si mon four est électrique, on peut également dire que c'est l'énergie électrique qui provoque la cuisson. Certes, la voiture de mes parents démarre grâce à l'électricité stockée dans la batterie, mais c'est aussi l'énergie mécanique qui fait tourner les roues.

Très rapidement, d'ailleurs, Antonin remarque que l'énergie mécanique a un statut particulier : 

"En fait, tout arrive grâce au mouvement. Par exemple, si j'allume la lumière, et ben c'est moi qui bouge, qui me lève, qui appuie sur l'interrupteur. Si le soleil me chauffe, c'est parce que les rayons arrivent jusqu'à moi, ils se déplacent."

"Dans un monde sans énergie, dit Antonin, on serait bouche bée.

- Dans un monde sans énergie, dit Louiselle, rien ne bougerait jamais. On serait mort. Pour respirer, il faut bouger, donc on ne pourrait pas respirer.

- Dans un monde sans énergie, il n'y aurait que de la bouillasse.

- Non, corrige Louiselle, il n'y aurait même pas de bouillasse. Pour faire de la bouillasse, il faut de l'énergie.

- Oui, dans un monde sans énergie, il n'y aurait pas de Soleil, ni de pluie. Pas de bouillasse."

Le jeu "Les formes d'énergie" est téléchargeable ICI. 

{ Attention au format : les cartes seront vraiment très grandes si vous les imprimez telles quelles. Imprimez-les en 9x13 (4 pages sur un A4) pour un format plus économique.

La dernière page (la 8e) comporte les étiquettes "énergie" et est à imprimer en taille réelle. }

Après la manipulation, nous reformulons nos conclusions :

1. Une forme d'énergie est requise pour que les objets fonctionnent, se déplacent, changent ...

2. Il existe seulement quelques formes d'énergies. Chaque forme d'énergie peut produire un grand nombre d'effets distincts.

Notes :

- La physique distingue six formes d'énergie, mais j'ai choisi de n'en présenter que quatre dans ce jeu. J'écarte l'énergie chimique et l'énergie nucléaire, que je trouve plus abstraites à illustrer. Bien sûr, je ne cache pas aux enfants qu'elles existent et que mon jeu de cartes n'est pas exhaustif.

- L'énergie mécanique est la somme de deux autres énergies : l'énergie cinétique et l'énergie potentielle. Ici, j'axe la compréhension sur l'énergie des objets en mouvement (énergie cinétique). L'énergie potentielle sera abordée plus tard, après l'étude de la gravité.

- L'énergie lumineuse est une énergie rayonnante, mais ce n'est pas la seule. Je présente ici énergie rayonnante et lumière comme étant synonymes, nous affinerons plus tard.

- En vrai de vrai, l'énergie électrique n'est pas une énergie en soi, mais un vecteur d'énergie. Le terme est toutefois utilisé par les scientifiques par commodité de langage.

❤

Malgré ces approximations (provisoires, je le répète !), je suis vraiment contente de ce jeu de cartes, qui a permis aux enfants, en seulement un petit quart d'heure de manipulation, de :

- comprendre qu'il existe différentes formes d'énergies.

- définir l'énergie comme la capacité à produire une action ou à opérer un changement.

Depuis ce jour, et dans le flux de la vie quotidienne, nous nous amusons à repérer d'autres signes de la présence de l'énergie autour de nous : les exemples sont infinis ! Souvenez-vous : dès que quelque chose bouge, dès que quelque chose change, il y a de l'énergie en jeu !  

Un piéton passe sous notre fenêtre ? Énergie ! Un arbre s'incline sous le vent ? Énergie ! L'aiguille de l'horloge a bougé ? Énergie ! Une lumière s'allume, un son est produit ? Énergie ! La cloche d'entrée retentit, le chat miaule ? Énergie ! Le poêle allumé réchauffe la pièce ? Énergie, énergie, énergie !

Reste à trouver laquelle !! 😊

❤ 

La suite de notre petite séquence est à venir dans quelques jours !

Au programme :
- Séance 2 : Les transformations de l'énergie.
- Séance 3 : Le transport de l'énergie.

À bientôt !