Isaac Newton n'a jamais imaginé cela

Les élèves créent et montent sur des aéroglisseurs pour apprendre les lois du mouvement

Cedar Springs - Alors que le souffleur de feuilles rugissait, Nikko Munoz plaqua une main sur sa bouche pour étouffer un petit cri de surprise et de rire. En quelques secondes, l'engin sur lequel elle était assise s'est soulevé du sol et a propulsé Nikko sur le sol carrelé de la salle à manger du lycée de Cedar Springs.

Ses camarades de classe applaudirent alors qu'elle manqua de peu une pile de chaises et s'arrêta près de l'autre bout de la pièce.

"On dirait des montagnes russes", s'est exclamée Nikko en s'asseyant. "C'était super bizarre - c'est tout ce que je peux décrire. Juste dériver dans toute la pièce sur un morceau de bois et avec un souffleur de feuilles à côté de vous. Tellement bizarre!"

L'enseignante Jordan Covey a construit «l'aéroglisseur» comme deuxième partie d'un laboratoire en deux étapes pour son cours de physique conceptuelle de première année. L'objectif académique des laboratoires ? C'était pour apprendre et comprendre les trois lois du mouvement de Newton.

Mais en fait, mettre les élèves sur du contreplaqué et les faire glisser à travers la pièce pour démontrer la force, la masse et l'accélération ? C'était toute l'idée de Covey.

"Mes étudiants signifient plus pour moi que de simples universitaires - c'est pourquoi j'aime enseigner les sciences", a déclaré Covey. "Je m'amuse avec eux, et ils deviennent désordonnés et passent un bon moment et font le lien entre ce qu'ils font et ce qu'ils apprennent."

Comment fonctionne la loi

Dans la première partie du laboratoire, les étudiants ont créé des "mini aéroglisseurs" à partir de CD, de ballons, de couvercles de bouteilles et de colle chaude, puis les ont envoyés flotter dans le couloir. Avec un petit ventilateur créant un "effet de table de hockey sur air" au-dessus du sol, l'air s'échappant des ballons et circulant sous les CD a créé une force nette pour faire bouger l'appareil, a expliqué Covey.

"La troisième loi de Newton concerne les forces égales et opposées", a-t-elle déclaré. "Alors que l'air pousse vers le bas, le sol remonte et retient cet air, et c'est ce qui permet le mouvement."

Des équipes de deux se sont affrontées pour voir quel aéroglisseur pouvait se déplacer le plus loin dans le couloir, prenant des mesures pour calculer la vitesse, l'accélération, la force nette et l'élan de l'appareil. Les étudiants ont été autorisés à faire des ajustements à leurs aéroglisseurs, comme augmenter ou diminuer la quantité de masse - ou d'air - dans les ballons, pour voir comment cela affecterait les performances.

Faire un tour surprise

Quelques semaines plus tard, le vrai test est venu : après avoir enregistré et analysé les données de leurs mini aéroglisseurs, les étudiants de première année sont littéralement allés faire un tour sur leur propre aéroglisseur pour comparer l'impact de la masse sur le mouvement.

Covey a fabriqué la version grandeur nature de l'aéroglisseur en utilisant du contreplaqué, du film plastique, du ruban adhésif et un souffleur de feuilles (grâce à une subvention de la Cedar Springs Education Foundation). Le concept, cependant, était le même : lorsque le souffleur de feuilles s'enfonçait dans le plastique, l'aéroglisseur se soulevait et transportait l'étudiant sur le sol.

"Je n'avais aucune idée que (Covey) fabriquerait un aéroglisseur sur lequel nous monterions", a déclaré Nikko. "On pouvait dire, comme avec (un camarade de classe), qu'il était plus petit que certaines des autres personnes qui roulaient, et il allait beaucoup plus vite. Donc on pouvait dire que plus la masse était grande, plus il faudrait de temps pour accélérer."

'Juste à la dérive à travers toute la pièce sur un morceau de bois et avec un souffleur de feuilles à côté de vous. Si étrange!'

Son camarade de classe Connor Hansen s'est concentré sur la distance parcourue par chaque aéroglisseur par rapport à sa taille et sa masse. Bien que son mini aéroglisseur ait moins de poids et nécessite moins de force pour le propulser dans le couloir, il a parcouru 47 pieds. En comparaison, l'aéroglisseur grandeur nature qui le transportait en tant que passager était propulsé par un souffleur de feuilles beaucoup plus puissant, mais n'a parcouru que 27 pieds à travers la pièce.

Connor a également pris note du temps qu'il a fallu aux appareils pour parcourir ces distances.

"Nous essayons de déterminer la vitesse, l'accélération et la force nécessaires pour déplacer chacun d'eux, vous devez donc avoir la masse, le temps et la distance pour trouver tout cela", a-t-il expliqué. "Après cela, tout se déroule en quelque sorte : vous pouvez trouver la vitesse à partir de sa distance et de son temps, avec la vitesse, vous pouvez trouver son accélération, puis avec l'accélération, vous pouvez mesurer la force."

Certainement pas ennuyeux

Connor a déclaré que la physique conceptuelle était son cours préféré du semestre, et monter sur un aéroglisseur fait à la main n'était qu'une des raisons pour lesquelles.

"Si vous ne vous amusez pas pendant que vous apprenez, vous ne voudrez pas le faire et il peut parfois être difficile de terminer le travail", a déclaré Connor. "Mme Covey nous pousse, mais elle ne rend rien vraiment ennuyeux. Elle nous donne une quantité décente de travail, mais c'est une enseignante amusante et je suis toujours intéressé de voir ce que nous allons faire."

Covey a été enseignante suppléante pendant 10 ans avant d'avoir sa propre salle de classe au CSHS, "et je me suis assise avec beaucoup d'élèves qui en avaient juste assez de rester assis à leur bureau", a-t-elle déclaré. "Je savais que je voulais que cela change (dans ma propre classe), alors je le ferais moi-même."

Cela signifiait faire un effort supplémentaire pour ses étudiants en physique conceptuelle, passer des soirées et même une partie des vacances pour construire et tester l'équipement des laboratoires d'aéroglisseurs.

Mais quand des étudiants comme Nikko rient de l'absurdité de glisser à côté d'un souffleur de feuilles, a déclaré Covey, c'est un succès.

"Mon objectif est que les élèves s'impliquent et s'amusent, car c'est à ce moment-là qu'ils apprennent", a-t-elle déclaré. "Et puis après, s'ils se disent : « Dang it, elle nous a tellement appris et nous n'en avions aucune idée », c'est ce que j'aime."