Primaths2 tirelire
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Le travail présenté ici nécessite une balance de Roberval, deux plateaux identiques dont l'un contient déjà un objet pesant (le joueur devra remplir l'autre), une réserve d'objets de forme de taille et de poids aussi variés que possible, et une masse marquée.

 

— Je vais faire le travail que vous ferez ensuite à votre tour. Regardez bien, car ce n'est pas très facile.

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— Il y a déjà une pierre sur le plateau bleu. Je vais mettre des objets sur le plateau rouge pour que les deux plateaux soient aussi lourds… ou presque aussi lourds.

 

Le maître pose un autre caillou sur le plateau rouge. Il soulève les deux plateaux d'abord un par un plus simultanément, un dans chaque main.

 

— Je pense que c'est presque pareil, maintenant, nous allons voir si j'ai gagné.

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— Je pose doucement mes deux plateaux sur les plateaux de la balance… le caillou du plateau bleu descend, il est plus lourd, mais ce n'est pas grave, c'est très difficile de trouver exactement le même poids, j'ai peut-être gagné quand même, pour le savoir je vais poser la masse marquée sur la balance.

Si, quand je la pose doucement, la balance se déplace, j'ai gagné.

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— Je n'ai pas gagné, la balance n'a pas bougé. Même en rajoutant la masse marquée, c'est toujours le plateau bleu le plus lourd.

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— Je fais très vite un deuxième essai, et ensuite c'est à vous.

À nouveau, le maître soupèse ostensiblement les plateaux à plusieurs reprises. Quand il pense avoir placé un poids satisfaisant sur le plateau rouge il procède à la validation.

En réalité, pour être certain de montrer un exemple réussi, le maître a procédé à quelques pesées avant l'arrivée des enfants et mémorisé les objets qu'il allait placer dans le plateau rouge.

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— C'est encore le plateau bleu qui est plus lourd, mais j'ai peut-être gagné si je peux faire changer la balance en ajoutant la masse marquée…

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— Eh oui, cette fois j'ai réussi. Mes objets n'étaient pas aussi lourds que le caillou, mais ils étaient presque aussi lourds, il suffit de rajouter la masse pour que ça fasse pencher la balance de l'autre côté.

Quelques remarques.

On peut utiliser directement les plateaux de la balance pour placer les objets, mais cela oblige à faire travailler un seul élève à la fois.

En utilisant des plateaux annexes, on peut faire travailler simultanément tous les élèves d'un petit groupe. On procède aux validations quand tout le monde a rempli son plateau.

 

La précision des estimations en soupesant n'est pas très bonne, il ne faut donc pas que la masse marquée utilisée soit trop petite, sous peine de rendre la réussite presque impossible. Pour commencer, nous proposons une masse marquée d'environ la moitié de la masse du caillou imposé. Il sera toujours possible de diminuer ensuite la masse marquée pour rendre la tâche plus difficile.

On peut décider que pour gagner il faut réussir du premier coup, mais il nous semble aussi intéressant d'accorder deux ou trois essais afin de faire réfléchir à ce qu'il faut changer pour réussir.

Les plateaux des photographies ne sont pas les mieux adaptés au travail proposé : si on soupèse en les tenant par un côté, l'effet de levier rend la sensation très différente selon la position des objets sur le plateau. Il est donc préférable de munir les plateaux de ficelles attachées aux quatre coins afin de pouvoir les soulever par les ficelles ou un anneau, supprimant ainsi l'effet de levier.

Pour simplifier la réalisation matérielle, on peut remplacer les plateaux par deux poches en plastique transparentes dans lesquelles on place les objets choisis. Les plateaux permettent cependant que chacun voie mieux les objets choisis pas les autres, ce qui peut faciliter les échanges.

 

Que peut-on apprendre à travers ce jeu ?

Bien sûr à comparer des masses en soupesant, mais ce n'est peut-être pas le plus important.

On confirme ce qu'on a pu remarquer dans des activités plus simples de recherche d'équilibre. Certains objets sont gros, mais pas lourds. D'autres sont plus petits, mais plus lourds. En revanche, si deux objets sont faits du même matériau (deux blocs du même bois par exemple) le plus gros est le plus lourd.

On fait quelques remarques logiques sur les comparaisons à l'aide de la balance :

Pour que la masse marquée puisse modifier la position de la balance, il faut la placer sur le plateau le plus haut, qui est parfois celui de la pierre imposée, parfois celui des objets choisis.

Si la masse marquée n'a pas modifié la position de la balance, il faudra selon les cas augmenter ou diminuer le poids des objets choisis.

Plus la masse marquée est petite et plus le travail est difficile. Il y a là en germe l'idée que si deux poids sont très voisins, leur différence est très petite.