Dynamomètre et balance de Roberval

Derrière ces deux outils de mesures, inconnus des élèves comme de la plupart des adultes, se cachent les concepts de poids et de masse.

Ces grandeurs physiques sont assez difficiles à appréhender par les élèves et pourtant chaque être vivant les expérimente à chaque instant de sa vie quotidienne.

Le poids, force qui nous attire vers le centre de notre planète et fait que lorsqu'on trébuche, on tombe.

Et qui se mesure en Newton, avec un dynamomètre.

La masse, celle-là même que les magazines féminins du printemps cherchent à nous faire "perdre".

Qui se mesure en Kilogrammes, avec une balance de Roberval.

Deux notions différentes donc et pourtant liées; pour comble, elles sont confondues dans le vocabulaire de tous les jours et les livres de cuisine organisent la confusion.

Tous les "ingrédients" sont donc réunis pour un TP "cuisine".

Après une brève introduction sur le poids et la masse, les élèves trouvent très naturel d'utiliser les deux nouveaux instruments de mesure que sont le dynamomètre et la balance de Roberval pour faire de la cuisine. Ils réaliseront donc deux fois une recette de "mugcake"*:

- la recette est rédigée en masse et ils utiliseront la balance de Roberval pour le premier mugcake

- puis ils devront "traduire" en poids avant de se servir du dynamomètre pour préparer le second.

Très intuitivement, les élèves trouvent qu'il y a proportionnalité entre le poids et la masse des ingrédients. Cela sera formalisé dans la séance suivante:

{C'est le fameux P= m X g,

où P est le poids, en Newtons

m est la masse, en Kilogramme

g est la constante de gravitation en Newton/Kilogramme}

La constante de gravitation, ce "g" à la fois constant, mais qui varie si on change de lieu (de planète, surtout!) rend souvent les élèves perplexe. Ce sera mieux appréhendé après le TP "mugcakes".

Enfin, les élèves s'interrogent souvent seuls sur les balances électronique ou les pèse-personne. Ils comprennent alors très aisément que ce sont des "menteuses", puisqu'elles fonctionnent sur le principe des dynamomètres mais annoncent des valeurs en grammes ou bien Kilogrammes.

* Ces petits gâteaux ont le mérite de se préparer à même le mug qui servira aussi de moule de cuisson. De plus, ils cuisent au four à micro-onde, en 1 minute 30.

Merci à Carole Moreau pour le travail en commun et la mise en forme de la fiche TP