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Tout ça à cause de l’énergie! Lorsque nous chantons Y’a une étoile pour vous, il est fort possible que la première chose qui nous vienne à l’esprit soit une multitude de petites lumières, grosses comme la tête d’une épingle, dans un ciel nocturne. Le Soleil, l’étoile la plus près de la Terre, est tout sauf petit! Si la Terre était de la grosseur d’un pois, le Soleil serait de la grosseur d’un ballon de plage! La température à la surface du Soleil est de 5500 °C mais, à son centre, elle est entre 15 et 25 millions de degrés Celsius! Le Soleil produit des quantités phénoménales d’énergie calorifique et lumineuse grâce à un processus appelé fusion nucléaire, où les noyaux des atomes d’hydrogène se combinent pour former de l’hélium. Il faut environ huit minutes pour que cette énergie, nécessaire à la vie, se rende à la terre. Les plantes utilisent cette énergie pour croître, les êtres humains pour rester au chaud, cuire leurs aliments et, avec l’invention des panneaux solaires, produire de l’électricité. Sans le Soleil, il n’y aurait pas de variation dans la situation météorologique. Le Soleil est de loin notre étoile la plus importante et la principale source d’énergie pour la Terre. Renseignements généraux L’énergie provoque des changements L’énergie est définie comme la capacité de produire du travail ou de la chaleur, mais pour les jeunes scientifiques, on pourrait aussi la définir comme quelque chose qui provoque des changements. L’énergie cinétique est l’énergie de la motion, tandis que l’énergie potentielle est l’énergie emmagasinée. Un enfant sur son vélo, en haut d’une côte, a une énergie potentielle. Lorsqu’il commence à descendre la côte, une partie de l’énergie potentielle se transforme en énergie cinétique à mesure que sa position change. Selon la loi de la conservation de l’énergie, l’énergie ne peut pas être créée ni détruite. Elle ne peut être que transformée d’une forme à une autre ou transférée d’un objet à l’autre. Par exemple, l’énergie chimique emmagasinée dans la pile d’une lampe de poche est transformée en lumière et en énergie thermique. L’énergie peut aussi être transférée entre des objets. L’énergie exercée par une personne pour frapper une balle de baseball est transférée à la balle lorsque cette dernière est frappée. Le Soleil est la principale source d’énergie de la Terre La principale source d’énergie de la Terre est le Soleil. Nous voyons cette énergie sous forme de lumière et la ressentons sous forme de chaleur. En théorie, l’énergie du Soleil suit un cycle sur la Terre, similaire à celui du carbone. Les plantes utilisent l’énergie lumineuse du Soleil et, par la photosynthèse, la convertissent en sucres, une forme d’énergie chimique. Certains animaux mangent les plantes et transforment l’énergie en énergie mécanique, sonore et thermique. D’autres animaux mangent ces premiers animaux, et l’énergie est encore une fois transformée et transférée dans la chaîne alimentaire. Tout excès d’énergie est emmagasiné, habituellement sous forme de graisses dans le corps de l’animal, et peut être utilisé pour la survie ou la reproduction. Lorsque les animaux ou les plantes meurent, l’énergie est emprisonnée dans leur corps, dans les liens des composés du carbone. Ces composés du carbone peuvent revenir dans le cycle sous forme de produits de décomposition et nourrissent de nouvelles plantes, recommençant ainsi le cycle. Il est aussi possible qu’après des millions d’années et énormément de pression, cette énergie soit transformée en combustible fossile - le charbon, le pétrole ou le gaz. Les humains ont trouvé des moyens de transformer cette énergie pour faire rouler les voitures, chauffer les maisons et faire fonctionner les téléviseurs. Et tout cela a commencé avec le Soleil.

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Formes d’énergie Différentes sources d’énergie produisent différentes formes d’énergie. Voici une liste de différentes formes d’énergie.

● Énergie chimique – l’énergie relâchée ou absorbée lors d’une réaction chimique. Par exemple, l’énergie emmagasinée dans les molécules de charbon, de pétrole et d’essence, et dans les molécules des aliments que nous mangeons.

● Énergie gravitationnelle – l’énergie d’un objet placé loin de la gravité, par exemple, lorsque vous êtes en traîneau, au sommet d’une pente, et que vous êtes prêt à la descendre.

● Énergie élastique - l’énergie emmagasinée dans des objets étirés ou comprimés, comme des élastiques ou des ressorts. Des échasses à ressort sont un exemple d’énergie élastique.

● Énergie sonore - l’énergie produite par les vibrations ou la perturbation de la matière, par exemple, le pincement de cordes de guitare.

● Énergie électrique - l’énergie des particules chargées, comme celles qui se déplacent dans un fil. ● Énergie magnétique - l’énergie qui entre en jeu dans les phénomènes d’attraction et de répulsion.

Les trains les plus rapides au monde utilisent ce genre d’énergie pour partir et arrêter. ● Énergie thermique - l’énergie qui est transférée en raison d’un écart de température entre deux

objets. L’élément chauffant d’une cuisinière électrique transfère la chaleur à une casserole ou à une poêle plus froides.

● Énergie lumineuse – la lumière visible fait partie de l’énergie du spectre électromagnétique. D’autres parties du spectre sont les rayons ultraviolets, les micro-ondes et les rayons x.

● Énergie mécanique – l’énergie d’un objet associée à son mouvement et à sa position. L’énergie mécanique d’un objet peut être calculée comme la somme de l’énergie potentielle et de l’énergie cinétique. Un lanceur qui se prépare à lancer une balle et qui la lance est un bon exemple d’énergie mécanique.

● Énergie nucléaire – l’énergie produite durant la fission ou la fusion nucléaires. Il en résulte de la chaleur qui est utilisée pour produire de l’électricité.

Énergie renouvelable et non renouvelable L’énergie solaire est un exemple d’énergie renouvelable. Les sources d’énergie renouvelables peuvent être renouvelées naturellement au cours d’une période raisonnable, alors que sources d’énergie non renouvelables ne peuvent l’être. Au nombre des sources d’énergie renouvelables, mentionnons le soleil, le vent, l’eau, la géothermie et la biomasse. Les sources d’énergie non renouvelables sont, entre autres, le charbon, le gaz naturel, le pétrole et l’uranium (quoique certaines sources d’uranium peuvent être réutilisées). En général, les sources d’énergie non renouvelables sont plus polluantes que les que les sources d’énergie renouvelables. Conservation d’énergie Pourquoi est-il si important de penser à la conservation d’énergie? À l’heure actuelle, les combustibles fossiles constituent la principale source d’énergie pour les humains, et ces combustibles commencent à se faire rares. En conservant l’énergie, p. ex., en éteignant les lumières ou en évitant de laisser le moteur de la voiture tourner sans raison, il est possible de conserver l’énergie pour les générations à venir. La combustion de combustibles fossiles produit également de la pollution, qui a des effets dévastateurs sur la santé des humains, des animaux et des plantes. C’est pourquoi les scientifiques s’appliquent à trouver des sources d’énergie alternatives et propres. Parmi ces sources, mentionnons le soleil, le vent, l’eau, les vagues, qui sont toutes renouvelables et pratiquement non polluantes. Malheureusement, ces sources ne produisent pas assez rapidement l’énergie nécessaire pour répondre

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à la demande des humains. Par revanche, l’énergie nucléaire est une source d’énergie extrêmement efficace qui ne produit pratiquement aucune pollution. Pour approvisionner un foyer moyen en électricité pendant un an, il faudrait 0,16 kilogramme d’uranium (l’élément utilisé dans la fission nucléaire), comparativement à 3200 kilogrammes de charbon. L’inconvénient de l’énergie nucléaire est la production de déchets radioactifs, mais les scientifiques cherchent de nouveaux moyens d’entreposer ces déchets de manière à ne pas mettre en jeu la sécurité des humains et de l’environnement.

Le saviez-vous : énergie lumineuse et énergie sonore

L’énergie lumineuse voyage plus rapidement que l’énergie sonore. Dans l’air, la vitesse du son est d’environ 340 mètres par seconde, alors que la

vitesse de la lumière est d’environ 300 millions de mètres par seconde.

Durant un orage, pour chaque seconde écoulée entre l’apparition de l’éclair et le bruit du

tonnerre, la décharge électrique se trouve à environ 300 mètres de distance.

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Activité 1 : Jeu coopératif sur l’énergie Time: 30 minutes

Durée : 30 minutes Autres applications : math Termes clés : renouvelable, non renouvelable, énergie Taille des groupes : de 2 à 3 élèves Matériel :

□ planchette de jeu

□ 6 cartes d’énergie renouvelable

□ 1 dé □ pions – 1 par élève (p. ex.

pièce de monnaie, figurine)

Objectif d’apprentissage : Les élèves apprendront quel type d’énergie, renouvelable ou non renouvelable, est utilisée par différents objets. Les élèves doivent travailler ensemble pour couvrir l’image d’une usine polluante parce qu’elle utilise des sources d’énergie non renouvelables. Ils couvriront cette image avec des morceaux de casse-tête de l’image sans pollution. Il faudrait avoir une discussion sur les sources d’énergie renouvelables et non renouvelables, ainsi que sur l’électricité, avant de jouer. Il n’y a pas de gagnant. Les élèves pourront jouer ce jeu plusieurs fois et voir combien de temps il leur faut pour terminer l’illustration où il n’y a pas de pollution. Méthode 1. Distribuez le plateau de jeu, les six cartes d’énergie renouvelable

et un dé à chaque groupe d’élèves. Chaque élève doit aussi avoir un pion de son choix.

2. Placez les six cartes d’énergie renouvelable près du plateau de jeu. Les élèves peuvent placer leur pion n’importe où sur le plateau de jeu. Il n’y a pas de case de départ ou d’arrivée.

3. L’élève qui sera le prochain à fêter son anniversaire lance le dé le premier. Les élèves déplacent leur pion sur les illustrations, dans le sens des aiguilles d’une montre.

4. Il y a trois types d’illustrations sur le plateau : ● énergie renouvelable ● énergie non renouvelable ● électricité.

5. Lorsque le pion tombe sur un espace d’énergie renouvelable,

l’élève prend une carte d’énergie renouvelable et la place sur l’illustration de l’usine. Au fil des déplacements, ces pièces créeront une image où il n’y a pas de pollution.

6. Lorsque le pion tombe sur un espace d’énergie non renouvelable, l’élève retirera une carte d’énergie renouvelable qui a déjà été placée sur l’image de l’usine et la replacera sur la pile. S’il n’y a plus de carte sur la photo de l’usine, l’élève ne fait rien et le prochain élève lance le dé.

7. Lorsque le pion tombe sur un espace électricité, l’élève ne fait rien, et le joueur suivant prend son tour. Les espaces électricité représentent des objets qui utilisent de l’électricité provenant de sources renouvelables ou non renouvelables.

8. Lorsque les six cartes d’énergie renouvelable ont été placées sur la photo de l’usine, les élèves peuvent les réarranger pour obtenir la photo de scène sans pollution.

9. Une feuille de réponses est fournie à l’intention de l’enseignant au sujet des images du plateau de jeu.

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Observations Il faudra environ 3 ou 4 tours des élèves pour constituer l’image de la scène sans pollution. Discussion Les sources d’énergie renouvelables illustrées sur le plateau de jeu sont le soleil, le vent, l’eau et l’énergie humaine. Elles peuvent être utilisées et réutilisées sans polluer l’environnement, contrairement aux sources d’énergie non renouvelables. Par exemple, l’eau d’une chute peut activer une turbine pour produire de l’électricité, et le vent peut faire avancer un bateau sur l’eau. Les aliments fournissent l’énergie dont les humains ont besoin pour courir ou pour faire du vélo. Les sources d’énergie non renouvelables illustrées sur le plateau de jeu sont les carburants fossiles, notamment le charbon, le pétrole et l’essence. Ces sources d’énergie ne sont pas renouvelables parce qu’elles ont été formées au cours de millions d’années par la compression de matière organique (végétaux et animaux morts). En fin de compte, c’est le Soleil qui a fourni l’énergie pour produire la matière organique nécessaire pour former ces combustibles fossiles; mais ces combustibles, lorsqu’ils sont traités et utilisés, produisent des polluants qui sont dommageables pour l’environnement. L’électricité peut être produite à partir de sources d’énergie renouvelables et non renouvelables. Par exemple, elle peut être produite par une turbine éolienne et l’énergie solaire, ou par l’énergie nucléaire et la combustion de charbon. Par conséquent, les objets qui figurent sur le plateau de jeu et qui utilisent de l’électricité constituent des cases neutres au fin du jeu.

Le saviez-vous? Plaisir solaire!

Si on brûlait tout le charbon, le pétrole, le gaz et le bois de la terre, l’énergie produite

n’équivaudrait qu’à l’énergie produite par le soleil pendant quelques jours.

La quantité d’énergie solaire qui atteint la

surface de la Terre est 6000 fois plus que la quantité d’énergie utilisée par les humains sur

toute la planète.

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Découpez le long des lignes pointillées pour obtenir six

cartes d’énergie.

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Feuille de réponses à l’intention de l’enseignant pour le jeu sur l’énergie

Carburant pour avion à réaction

non renouvelable

Essence

non renouvelable

Essence

non renouvelable

Charbon/gaz

non renouvelable

Diesel

non renouvelable

Essence

non renouvelable

Électricité

renouvelable OU non renouvelable

Électricité

renouvelable OU non renouvelable

Électricité

renouvelable OU non renouvelable

Électricité

renouvelable OU non renouvelable

Soleil

renouvelable

Énergie éolienne

renouvelable

Énergie éolienne

renouvelable

Énergie éolienne

renouvelable

Énergie éolienne

renouvelable

Énergie de l’eau

renouvelable

Énergie de l’eau

renouvelable

Énergie humaine

renouvelable

Énergie humaine

renouvelable

Énergie humaine

renouvelable

Énergie humaine

renouvelable

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Activité 2 : Instruments recyclés

Durée : 20 minutes par instrument Autres applications : art, musique Taille des groupes : activité individuelle Matériel par élève :

□ rouleau d’essuie-tout □ crayon bien aiguisé

□ papier ciré (minimum 15 cm x 15 cm)

□ papier (minimum 15 cm x 15 cm)

□ élastiques de différentes longueurs et largeurs

□ contenants de plastique variés

□ boîte de mouchoirs (rectangulaire ou carrée)

□ matériel pour décorer les instruments (p. ex. crayons de cire, ruban, collants)

□ Feuille de données Mon instrument recyclé préféré

Objectif d’apprentissage : Les élèves apprendront comment l’énergie sonore est produite. La courte vidéo ci-dessous aidera les élèves à découvrir ce qu’est le ton et la différence entre les notes aiguës et les notes graves. http://www.learninggamesforkids.com/science-games/science-songs/vibration-science-song-2.html (03/11/15) Méthode pour confectionner trois instruments : Mirliton : 1. Couvrez un bout du rouleau d’essuie-tout avec un morceau de

papier ciré et maintenez-le en place avec un élastique. 2. Chantez - ne soufflez pas - dans le bout ouvert du rouleau.

Écoutez le son produit. 3. Retirez le papier ciré et couvrez le bout du rouleau d’essuie-tout

avec un morceau de papier ordinaire. Essayez de chanter dans l’autre bout. Le papier ordinaire ne vibre pas aussi bien que le papier ciré. Demandez aux élèves de déterminer quelle partie vibre pour produire le son.

4. Répétez l’étape 1 avec du papier ciré pour faire le mirliton. 5. Demandez aux élèves de faire un son plus aigu. Demandez-leur

de faire un son plus grave. 6. Demandez aux élèves de produire un son fort. Comment s’y

prennent-ils? 7. Les élèves peuvent aussi décorer leur mirliton. Tambour à main : 1. Distribuez des contenants de plastique de différentes grandeurs

aux élèves. Demandez-leur de tenir le contenant la tête en bas, de taper sur le fond avec leur main et d’écouter le son produit. Demandez-leur de déterminer quelle partie vibre pour produire le son.

2. Demandez aux élèves d’échanger leurs contenants et d’écouter les différents sons produits par chacun. Demandez-leur pourquoi différents contenants produisent différents sons (la taille, p. ex.). Quels contenants produisent les sons les plus aigus? Lesquels produisent les sons le plus graves?

3. Demandez aux élèves de faire un son fort sur leur tambour. 4. Les élèves peuvent choisir un tambour et le décorer.

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Guitare : 1. Retirez le morceau de plastique de l’ouverture d’une boîte de mouchoirs de papier. 2. Prenez trois élastiques de largeurs différentes et enroulez-les autour de la boîte, de manière à ce

qu’ils soient au-dessus de l’ouverture. Ce seront les cordes de la guitare. Assurez-vous que les élastiques sont assez longs pour faire le tour de la boîte sans écraser celle-ci, mais qu’ils ne sont pas trop lâches. Ils devraient bien tenir autour de la boîte de manière à ce qu’ils puissent être pincés pour faire un son. Demandez aux élèves quelle partie vibre pour produire le son.

3. Pincez les « cordes » et écoutez le son qui est produit. Aidez les élèves à comprendre comment la largeur de l’élastique a un effet sur le ton du son produit.

4. Demandez-leur de produire des sons aigus et des sons graves. 5. Demandez-leur de faire un son plus fort. Comment s’y sont-ils pris? 6. Les élèves peuvent décorer leur guitare.

Instrument préféré : Demandez aux élèves de choisir leur instrument recyclé préféré et de remplir la feuille de données Mon instrument recyclé préféré. Ils peuvent dessiner leur instrument et encercler les parties qui produisent les vibrations. Ils peuvent ensuite répondre aux questions au sujet de ce qu’ils ont fait pour produire des sons aigus et des sons graves, et comment ils ont produit un son plus fort.

Le saviez-vous? Pourquoi voyez-vous l’éclair avant d’entendre le tonnerre?

La lumière voyage beaucoup plus rapidement que

l’énergie sonore. Le bruit d’un coup de tonnerre est causé par l’éclair qui réchauffe les molécules d’air. Lorsque l’air est chauffé, il pousse les molécules et

produit une énorme onde sonore.

Il est possible d’estimer la distance d’un éclair en mesurant combien de temps il faut pour que le bruit du tonnerre arrive à nos oreilles. Par exemple, une période de trois secondes signifie que l’éclair est à environ un

kilomètre de distance.

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Observations : Chaque instrument doit produire des vibrations pour produire un son. Le tableau qui suit donne des réponses types pour la feuille de données Mon instrument recyclé préféré.

Instrument Partie de

l’instrument qui produit le son

Comment faire un son grave

Comment faire un son plus aigu

Comment faire un son plus fort

Mirliton Papier ciré Chanter un son plus aigu

Chanter un son plus grave Chanter plus fort

Tambour à main

Fond du contenant (ou dessus du

tambour)

Frapper sur un plus gros contenant

Frapper sur un plus petit contenant

Frapper plus fort

Guitare Élastiques Pincer un

élastique plus large

Pincer l’élastique le plus étroit

Pincer plus fort (tirer l’élastique

davantage) Les vibrations sont produites par le papier ciré sur le mirliton, le fond du tambour, et les élastiques de la guitare. Plus la quantité d’énergie humaine appliquée à l’instrument est grande, plus l’énergie sonore produite sera forte. Plus l’instrument est gros, plus le son qu’il produit sera grave. Un tambour fabriqué avec un gros contenant aura un son plus grave qu’un tambour fabriqué avec un petit contenant. Sur la guitare, des élastiques plus larges, plus épais ou plus longs produiront des sons plus graves que des élastiques plus minces et plus courts. Discussion : L’énergie sonore est produite lorsqu’une force fait vibrer une matière ou un objet. Les vibrations voyagent comme des ondes sonores mécaniques et ont besoin d’un milieu comme l’air ou l’eau pour se déplacer. Le ton et la fréquence sont deux caractéristiques de l’énergie sonore. Le ton peut être aigu ou grave. Par exemple, la corne d’un phare a un ton plus grave que le ton des pneus qui crissent sur le pavé. La fréquence est le nombre d’ondes sonores complètes produites par seconde. Habituellement, les sons aigus ont une fréquence plus élevée que les sons graves. Les deux caractéristiques sont liées en ce que tous les tons ont une fréquence, mais que toutes les fréquences ne sont pas associées à un seul ton. La différence entre un son fort et un son doux est l’amplitude ou la hauteur de l’onde sonore produite. Deux sons peuvent avoir le même ton et la même fréquence, mais l’amplitude peut différer. Un son fort a une plus grande amplitude ou une onde plus élevée qu’un son doux. Il faut aussi plus d’énergie pour produire un son fort qu’un son doux.

Activité additionnelle : Demandez aux élèves de former des groupes de trois ou quatre et de jouer une chanson pour montrer leur connaissance du ton et du volume.

Source : www.neuroreille.com; www.sonetenvironnement.sitew.com

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Nom : _________________

Mon instrument recyclé préféré Mon instrument préféré est (encercler un instrument) :

mirliton tambour à main guitare

Dessine ton instrument préféré. Encercle la partie qui produit le son.

Comment as-tu produit un son GRAVE?_____________________________________ Comment as-tu produit un son AIGU?______________________________________ Qu’as-tu fait pour produire un son plus FORT?_______________________________

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Activité 3 : Soleil et environnement

Durée : 30 minutes Autres applications éducation physique, langue Taille des groupes : de 2 à 3 élèves Matériel suggéré :

□ chaussée noire □ clôture de métal

□ voiture

□ surface d’un carré de sable et fond d’un carré de sable

□ feuille et écorce d’un arbre

□ flaque d’eau

□ roche de couleur claire et roche de couleur foncée

□ feuille de données Soleil et environnement

Objectif d’apprentissage : Les élèves apprendront comment le soleil réchauffe les objets. Méthode : 1. Distribuez la feuille de données Soleil et environnement et

emmenez les élèves au terrain de jeu ou au parc et faites-leur toucher différentes surfaces.

2. Demandez aux élèves de dessiner chaque objet touché ou d’en écrire le nom sur leur feuille de données.

3. Les élèves peuvent classer les objets selon la chaleur ou la fraîcheur ressentie au toucher par rapport à la température de leur propre peau. La première rangée de la feuille est remplie à titre d’exemple.

Observations : Les élèves devraient constater que certains objets sont plus froids, plus chauds ou de la même température que leur propre peau. Par exemple, lors d’une journée chaude ensoleillée, le sable à la surface d’un carré de sable sera plus chaud que le sable au fond de celui-ci. Discussion : La chaleur et la lumière sont deux types d’énergie produite par le soleil, et chacune peut se transformer en l’autre. La lumière est composée de différentes longueurs d’ondes; lorsqu’elle frappe un objet, certaines ondes sont absorbées par l’objet, et d’autres, non. Plus l’objet absorbe d’ondes, plus de chaleur est produite. Les objets foncés absorbent plus d’ondes que les objets clairs; par conséquent, les objets foncés sont habituellement plus chauds que les objets clairs. La couleur noire absorbe toutes les longueurs d’ondes; un objet noir est donc toujours plus chaud qu’un objet blanc comme une feuille de papier, par exemple. La température d’un objet variera également en fonction de la quantité de lumière solaire qui brille dessus parce que l’intensité de la lumière est réduite. Discutez avec les élèves des facteurs qui font varier la température des objets à l’extérieur selon le moment de la journée. La température des objets à l’extérieur variera aussi avec les saisons. Essayez de trouver pourquoi avec les élèves. Activité additionnelle : Notez les températures maximales quotidiennes pendant un mois et représentez-les sur un graphique. Faites la même chose en une autre saison et comparez les données. Consultez les données climatiques du gouvernement du Canada http://climat.meteo.gc.ca/ (09/11/2015).

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Nom : _________________

Soleil et environnement

Ce que j’ai touché (écrire ou dessiner)

Plus froid que ma peau

Même température que ma peau

Plus chaud que ma peau

Feuille d’érable

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Activité 4 : Les rayons ultraviolets et votre peau

Durée : 15 minutes de préparation, 1 heure en plein soleil, plus longtemps si le temps est nuageux Autres applications : santé, arts visuels Termes clés : rayons ultraviolets (UV), écran solaire, facteur de protection solaire (FPS) Taille des groupes : paires Matériel :

□ 2 bouteilles d’écran solaire avec 2 FPS différents (p. ex. FPS 8 et FPS 50)

□ agrafeuse ou trombone Par paire d’élèves

□ papier de construction de couleur foncée (rouge, bleu, violet ou noir, p. ex.)

□ 1 grand sac à congélation

□ règle

Objectif d’apprentissage: Les élèves verront si l’application d’un écran solaire fait une différence dans la quantité de rayons UV qui atteignent leur peau. L’exposition aux rayons ultraviolets du soleil produit un hâle sur la peau des humains et parfois des coups de soleil. Les écrans solaires sont conçus pour absorber et réfléchir les rayons et prévenir d’éventuels dommages à la peau. Dans le cadre de cette activité, du papier de construction sera exposé au soleil : une section ne sera pas exposée au soleil, une autre le sera sans écran solaire et deux autres le seront avec un écran solaire de différents FPS. Les élèves compareront la couleur des différentes sections de papier après l’exposition au soleil. Méthode : 1. Tirez trois lignes horizontales sur une feuille de papier de

construction de couleur foncée, la divisant ainsi en quatre sections égales. Mettez la feuille de sorte que les lignes soient à la verticale. Au haut de chaque section, écrivez : Sans soleil, Soleil, FPS 8 et FPS 50.

2. Repliez la section marquée Sans soleil (en suivant la ligne) vers l’arrière et glissez le papier de construction dans un sac à congélation. S’il y a de l’écriture sur le sac de congélation, placez le sac pour que le côté comportant l’écriture ne soit pas exposé au soleil. Fixez le carton au sac avec une agrafeuse ou un trombone afin qu’il ne puisse bouger.

3. Demandez aux élèves d’appliquer l’écran solaire sur le sac de plastique en tenant compte de ce qui est inscrit sur chaque section du papier. Ils peuvent soit faire des points, une binette ou de longues traînées avec l’écran solaire. Il est important de ne pas faire des applications trop petites ou trop minces. La section marquée Soleil n’aura rien d’appliqué dessus.

4. Déposez gentiment le sac en plein soleil pendant au moins deux heures. Le plus longtemps le papier demeure au soleil et plus la lumière solaire est directe, plus la différence entre les parties exposées et couvertes sera marquée.

5. Une fois qu’il est possible de voir la différence, retirez l’agrafe ou le trombone et le papier de construction et observez les résultats.

Le saviez-vous? Énergie humaine

Il faudrait pédaler sur son vélo pendant une heure et deux minutes pour générer assez

d’énergie pour faire fonctionner la télé pendant une heure.

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Observations : La section du papier de construction qui n’a pas été exposée au soleil ne devrait pas avoir changé de couleur (première colonne dans l’échantillon ci-dessous). La section exposée sans écran solaire devrait avoir pâli (deuxième colonne). Les sections sur lesquelles un écran solaire a été appliqué devraient avoir conservé leur couleur originale. Les sections où l’écran solaire au FPS le plus élevé (FPS 50, p. ex., quatrième colonne) a été appliqué devraient être plus foncées que celles où l’écran solaire au FPS le moins élevé (p. ex. 8, troisième colonne) a été appliqué. Cette expérience devrait montrer qu’un écran au FPS plus élevé bloque plus de rayons UV. Discussion : Il y a trois types de rayons ultraviolets (UV) produits par le Soleil, A, B et C. Les rayons UV C ne peuvent passer à travers la couche d’ozone et, par conséquent, ne peuvent atteindre la surface de la Terre. Les rayons UV A et B passent à travers la couche d’ozone et ont un effet direct sur la vie sur Terre. Les humains ont besoin d’être exposés à de petites quantités de rayons UV pour produire de la vitamine D. Toutefois, une grande exposition à long terme peut endommager les cellules du corps et causer, notamment le cancer, affaiblir le système immunitaire et causer des troubles de la vue. L’indice UV est une norme internationale de mesure des rayons UV qui indique la force relative des rayons UV provenant du soleil. Il s’agit d’une échelle linéaire - un indice de 0 signifie qu’il n’y a pas de rayons, comme la nuit, et un indice de 10 correspondrait aux rayons lors d’une journée ensoleillée, à midi. L’indice UV peut être supérieur à 10 à des altitudes plus basses et dans des régions géographiques où la couche d’ozone de l’atmosphère est amincie. Pour prévenir les dommages causés par le soleil, il est important de se protéger lorsque nous sortons à l’extérieur, notamment en portant des vêtements et chapeaux appropriés et en appliquant un écran solaire comportant une protection contre les rayons UV. Les écrans solaires ont un facteur de protection solaire (FPS). Le FPS est le résultat de la division de la quantité de lumière qui produit une rougeur sur une peau protégée avec un écran solaire par la quantité de lumière qui produit une rougeur sur une peau non protégée. Il s’agit principalement de la mesure de la protection contre les rayons UV B et peut aller de 1 à plus de 50. Par exemple, un écran solaire avec un FPS de 15 retardera l’apparition d’un coup de soleil de 150 minutes chez une personne qui brûlerait normalement en 10 minutes. C’est donc dire que cette personne pourrait rester au soleil 15 fois plus longtemps au soleil avant d’attraper un coup de soleil. Activité additionnelles: 1. Répétez cette expérience en utilisant différents types de verres fumés ou un t-shirt régulier et un

autre ayant une protection UV pour comparer la protection offerte par les deux.

2. Après avoir discuté de la signification de l’indice UV (indice plus élevé - plus de soleil, plus de dommages possibles), créez un graphique en classe pour suivre l’indice UV sur une période donnée. Vous pourriez le comparer selon les mois ou les saisons.

Sans soleil

Soleil FPS8 FPS50

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Activité 5 : Les plantes peuvent-elles bouger?

Durée : plusieurs semaines selon le type de graines Termes clés : énergie solaire, phototropisme Taille des groupes : paires, mais les élèves auront chacun leur plante Matériel : □ 8 graines de tournesol

□ 2 pots à plante (p. ex. pots, verres de plastique, contenants vides de yogourt)

□ terreau

□ eau

□ 2 boîtes de mouchoirs rectangulaires vides (même grosseur)

□ ciseaux et ruban gommé □ feuille de données Les

plantes peuvent-elles bouger?

Objectif d’apprentissage : Montrer aux élèves que le soleil a un effet sur la direction de la croissance des plantes. Le phototropisme est le mouvement de croissance des plantes en réaction à la lumière, soit en allant vers elle ou en s’éloignant d’elle. En général, les plantes ont un mouvement positif, c’est-à-dire en direction de la source de lumière. Cette activité montrera le phototropisme. Méthode : 1. Faites tremper les graines toute la nuit pour en faciliter la

germination. 2. Demandez à chaque élève de planter quatre graines dans leur

pot en suivant les directives de plantage sur le paquet de graines. Inscrivez le nom de l’élève sur le pot. Maintenez le sol humide, sans qu’il soit mouillé, pendant toute la durée de l’expérience.

3. Préparez les boîtes de mouchoirs pour les plantes. Pour la boîte A, retirez le dessus, là où se trouve l’ouverture pour sortir les mouchoirs. Placez-la ensuite à la verticale, l’ouverture face à la fenêtre. Pour la boîte B, retirez une des extrémités et placez cette extrémité vers le haut; bloquez l’ouverture permettant de sortir les mouchoirs afin d’empêcher la lumière d’entrer.

4. Un élève de chaque paire placera sa plante dans la boîte A qui

permet à la lumière d’entrer par le côté. L’autre élève placera sa plante dans la boîte B qui permet à la lumière d’entrer seulement par le haut. Placez les boîtes côte à côte près de la fenêtre. Les élèves noteront dans quelle boîte ils ont mis leur plante sur la feuille de données Les plantes peuvent-elles bouger?

Boîte A Boîte B

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5. Les élèves observeront leurs plantes au cours de quatre à six semaines. Lorsque les graines commencent à germer, demandez aux élèves de consigner leurs observations sur la feuille de données. Dites-leur d’indiquer la date et de mettre un crochet dans la colonne qui représente la croissance de leur plante, c’est-à-dire en ligne droite, en direction ou à l’opposé de la lumière. Ils peuvent aussi consigner d’autres observations, et ce, deux ou trois fois par semaine.

6. Environ deux semaines après la germination, ou une fois que les pousses ont commencé à pencher vers la source de lumière, demandez aux élèves qui ont la boîte A de tourner celle-ci de 180°, de sorte que la plante ne soit plus face à la source de lumière. Indiquez cette date sur la feuille de données. Observez et notez ce qui se passe par la suite.

7. Les élèves de chaque paire devraient comparer leurs observations avec celles de leur camarade et noter les similitudes et les différences.

Observations : Avec les graines de tournesol, il sera possible de voir les résultats en moins d’un mois. La plupart des pousses se tourneront vers la lumière. Les pousses de la boîte A pencheront vers la lumière tandis que celles de la boîte B pousseront en ligne droite. Lorsque la boîte A aura été tournée, il faudra quelques jours pour que les plantes se tournent de nouveau vers la lumière. Discussion : Les plantes ont besoin de lumière pour grandir. Elles convertissent la lumière du soleil en énergie dans le cadre de la photosynthèse. Les plantes se tourneront vers la lumière afin de maximiser l’exposition des feuilles au soleil. Le phototropisme est la réaction d’un organisme au soleil. En général, les pousses de plantes manifestent un phototropisme positif et se tournent vers le soleil. Comment cela se passe-t-il? Les cellules des plantes contiennent une hormone, l’auxine, qui facilite l’élongation de ces cellules. La lumière décompose l’auxine. Les cellules de la plante qui se trouvent le plus loin de la source de lumière contiennent habituellement plus d’auxine, ce qui entraîne une élongation des cellules et ceci amène la plante à pencher vers la lumière et à l’opposé de la noirceur. Activités additionnelles : 1. Mettez des plantes face à la lumière d’une fenêtre et d’autres face à la classe, sans lumière directe

de la fenêtre. Comparez la croissance des deux plantes.

2. Plantez différentes sortes de graines pour voir si toutes les pousses réagiront de la même manière à la lumière.

Le saviez-vous?

Le Canada et la Russie sont les deux pays les plus froids du monde avec une

température annuelle moyenne quotidienne de 5.6˚C.

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Nom : _____________________

Les plantes peuvent-elles bouger?

Ma plante est dans la boîte __________

DATE

Pousse vers la lumière

Pousse droite

Pousse à l’opposé de la

lumière

Observations

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Documentation pour l’enseignant Livres Super Simple Things to Do with Temperature: Fun and Easy Science for Kids. 2011. Minneapolis, Minnesota: ABDO Publishing Company. ISBN:978-1-61714-676-3. Superbes expériences avec méthodes faciles à suivre, photos et matériel facilement accessible. Sites Web http://www.mrcollinson.ca/1%20science/energy/1_science_energy_complete.htm (09/11/2015) Fabriquez un bonhomme en pain d’épices jouet qui « grimpe » sur des ficelles sur une poignée de porte (leçon 23). http://www.ndt-ed.org/EducationResources/HighSchool/Sound/components.htm (09/11/2015) Étude claire et concise de l’intensité et du ton. http://www.teachengineering.org/view_activity.php?url=collection/cub_/activities/cub_energy2/cub_energy2_lesson05_activity3.xml (09/11/2015) Activité sur le ton et la fréquence à l’aide d’une règle qui vibre et d’un mirliton fait d’une paille. http://www1.eere.energy.gov/education/pdfs/solar_rainmachine.pdf (09/11/2015) Méthode pour la fabrication d’un distillateur solaire, ou machine à pluie, afin de dessaler de l’eau salée à l’aide du soleil. http://www.miamisci.org/af/sln/mummy/raceways.html (09/11/2015) Construisez une montagne russe en plaçant une piste entre deux chaises et en y faisant rouler une bille pour illustrer la conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique. Documentation pour tableau blanc interactif “Conserving Energy” http://exchange.smarttech.com/details.html?id=e3c88304-99c8-49bc-9b9d-d7dea3da077a (09/11/2015) Les sources d’énergie non renouvelables sont limitées; il est donc important de conserver l’énergie. “Forms of Energy” http://exchange.smarttech.com/details.html?id=a414b143-b25b-440f-8c59-4d4bd5055da1(09/11/2015) Introduction à l’identification de différentes formes d’énergie. Multimédia http://www.youtube.com/watch?v=8rrgpGo1Fw8 SchoolHouse Rocks Energy – Quit wasting it all, will ya? 2:54 min (09/11/2015) Dessin animé chantant illustrant comment les humains de tous les temps tirent de l’énergie du bois, du charbon, du pétrole, et utilisent l’énergie nucléaire, solaire et éolienne, et sur la nécessité de conserver l’énergie. http://www.youtube.com/watch?v=Mz6bGY7ylWk Animation of Renewable Energy Sources 1:54 min (09/11/2015) http://www.youtube.com/watch?v=0x7DKgBl1Cc “Sid the Science Kid-Super Sun!” 1:32 min (11/06/15)

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Documentation pour l’élève Livres Reduce, Reuse, Recycle Energy. Alexandra Fix. 2008. Heinemann Library. ISBN-13: 978-1-4034-9723-9. Langue et photos adaptées à l’âge pour expliquer les formes d’énergie, les sources d’énergie renouvelables et non renouvelables et comment conserver l’énergie. Save the Planet Save Energy. Claire Llewellyn. 2003. Chysalis Education. ISBN: 1-93233-323-1. Superbes photos d’enfants avec des « bulles pensées » montrant différentes manières de réduire la consommation d’énergie dans leur vie. A True Book Alternative Energy. Christine Petersen. 2004. Toronto: Children’s Press A Division of Scholastic Inc. ISBN: 0-516-22804-8. Examen approfondi de la manière dont les combustibles fossiles sont utilisés pour produire de l’énergie et comment le soleil, l’eau, le vent, la géothermie et les biocarburants peuvent être utilisés en à leur place. Sites Web interactifs http://www.kids.esdb.bg/facts.html (09/11/2015) Beaucoup d’information et de jeux, tous concernant l’énergie. http://kids.saveonenergy.ca/fr/index.html (09/11/2015) Le coin des enfants est un superbe site Web rempli d’information, de jeux et d’autres faits amusant au sujet de l’électricité et de son utilisation sage. http://www1.eere.energy.gov/kids/ (09/11/2015) Jeux et idées sur l’énergie renouvelable et la conservation d’énergie à la maison.

Références En plus des ressources susmentionnées, les sites Web suivants ont été consultés pour concevoir la présente trousse : http://www.universetoday.com/15021/how-long-does-it-take-sunlight-to-reach-the-earth/ (09/11/2015); http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=656 (28/07/2013); http://unitedcats.wordpress.com/2008/07/24/what-would-happen-if-the-sun-disappeared/ (09/11/2015); http://www.physicsclassroom.com/Class/energy/u5l1d.cfm (09/11/2015); http://www.who.int/uv/health/en/ (http://www.who.int/uv/health/fr/) (09/11/2015); http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=5898 (09/11/2015); http://en.wikipedia.org/wiki/Phototropism (https://fr.wikipedia.org/wiki/Phototropisme) (09/11/2015); http://kids.saveonenergy.ca/en/games/power_up.html (http://kids.saveonenergy.ca/fr/games/power_up.html) (09/11/2015); http://www.kids.esdb.bg/facts.html(5/05/2014); http://www.goldenkstar.com/facts/sun-interesting-facts.htm(09/11/2015); http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=2076(09/11/2015); http://w iki.answers.com/Q/What_is_the_difference_between_lightning_and_thunder (09/11/2015); http://www.canadiangeographic.ca (09/11/2015).

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L’enseignement des sciences grâce au partenariat Scientifiques à l’école est un organisme caritatif canadien de premier plan en matière d’apprentissage des sciences. Au cours de l’année scolaire 2017-2018, Scientifiques à l’école a rejoint 703 000 jeunes de la maternelle à la 8e année, soit plus que tout autre organisme à but non lucratif consacré à l’enseignement des sciences au Canada. Scientifiques à l’école propose des ateliers pratiques fondés sur l’exploration et présentés en salle de classe et dans la communauté. Ces ateliers touchent aux sciences, à la technologie, à l’ingénierie et aux mathématiques (STIM), ainsi qu’à l’environnement. Nous nous efforçons d’éveiller la curiosité scientifique des enfants afin de susciter chez eux un questionnement intelligent et de favoriser l’apprentissage par la découverte. Nous voulons aussi leur permettre d’établir un lien entre la connaissance scientifique et leur monde, et à susciter l’intérêt des jeunes pour les sciences, la technologie, le génie et les mathématiques. Nous voulons aussi éveiller leur intérêt pour une carrière dans ces domaines. Nous faisons des sciences un sujet vivant (ce que vous faites quotidiennement). Nos ateliers éveillent la curiosité naturelle des enfants; ils leur permettent de s’imaginer en tant que scientifiques ou ingénieurs, et d’établir des liens entre les sciences et le monde qui les entoure. Ces activités préparent aussi le terrain pour la prochaine génération : ces jeunes, dotés de solides compétences scientifiques, pourront ainsi contribuer à la prospérité économique du Canada et porter un regard critique sur les défis scientifiques que devra relever notre société. Scientifiques à l’école compte sur le soutien de partenaires commerciaux, communautaires, gouvernementaux et individuels, ainsi que sur l’aide des conseils scolaires, afin d’élaborer de nouveaux programmes et d’améliorer de façon continue les programmes existants. Scientifiques à l’école compte aussi sur ces partenaires afin d’étendre ses activités dans de nouvelles régions, de fournir gratuitement des ateliers dans des écoles défavorisées et de financer les coûts des 25 040 ateliers présentés annuellement en salles de classe.

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d’Ottawa; Fonds communautaire Ajax à la Fondation communautaire de Durham; Fondation Johansen-Larson; Fondation McLean; MilliporeSigma; pharmaKARe consulting; Purdue Pharma; Syngenta; Systematix Inc.; Waste Management

Exploration : City of Brantford; Club Rotary de Lethbridge Sunrise; Fondation communautaire de Brampton et Caledon; Fondation

communautaire de Brockville; Fondation communautaire de Guelph; Fondation communautaire de Niagara; Fondation Jackman; Fonds de développement communautaire du maire de Whitby; La Fondation Communautaire de la Huronie; Le

Régime d’assurance des enseignantes et des enseignants de l’Ontario (RAEO); Lee Valley Tools; Siemens Milltronics Process Instruments; The Source;

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