Séance 4 sur 6 · 55 min

Balançoires et roues

Une balançoire va et vient, une roue tourne en avançant. Qu'est-ce qui fait aller une balançoire plus ou moins vite : la longueur des cordes, le poids de l'enfant ? Et quel chemin suit un point peint sur une roue de vélo ? Tout dépend de qui regarde.

Sciences · les mouvementsMaths · durées, division par 10

Les mots du jour

PenduleUn objet suspendu à un fil, qui se balance : comme une balançoire.
Aller-retourLe pendule part d'un côté, va de l'autre côté et revient à son point de départ.
Mouvement circulaireLe point se déplace en faisant un cercle (ou un morceau de cercle).
Mouvement rectiligneLe point se déplace en ligne droite.

Déroulé de la séance

Le bouton de chaque étape lance le minuteur en bas à droite.

  1. 1
    Toute la classe

    La balançoire

    Qu'est-ce qui la fait aller plus vite ? La longueur des cordes, le poids de l'enfant, la hauteur du départ ? On note les hypothèses.

  2. 2
    En groupes

    En vrai : le pendule

    Une gomme au bout d'une ficelle. On chronomètre 10 allers-retours, avec une ficelle courte puis longue.

  3. 3
    Au TBI

    Le labo du pendule

    Activités 1 et 2 : on change la longueur, puis l'objet, puis l'écart de départ.

  4. 4
    Au TBI

    La roue qui roule

    Activité 3 : le chemin du point rouge par rapport à l'axe, puis par rapport au sol.

  5. 5
    Toute la classe

    Ce que je retiens

    On revient sur les hypothèses de la balançoire.

Activité 1Le labo du pendule

Choisis la longueur de la corde, l'objet et l'écart de départ. Le labo compte 10 allers-retours et donne leur durée. Change une seule chose à la fois.

Série 1 · la longueurBoule lourde, 30° : essaie 25 cm, 50 cm, 1 m.
Série 2 · l'objetCorde de 1 m, 30° : bille légère, puis boule lourde.
Série 3 · l'écartCorde de 1 m, boule lourde : 15°, 30°, 45°.
Activité 2Ce qui compte pour le pendule
Activité 3La roue qui roule

Le point rouge est peint sur la jante, le point bleu sur l'axe. Fais rouler la roue et regarde les traces par rapport au sol, puis change de point de vue : « par rapport à l'axe de la roue », c'est comme si tu étais assis sur le vélo.

En vrai · Dans la cour, un élève tient une ficelle tendue, l'autre court autour de lui en gardant la ficelle tendue. Par rapport à l'élève du centre, quel est son mouvement ? Et par rapport à un élève qui court à côté de lui ?
🏆 Défi de la séance

Le pendule qui bat la seconde

Fabrique un pendule qui fait exactement un aller-retour par seconde : 10 allers-retours en 10 secondes. Quelle longueur de ficelle faut-il ? Vérifie avec le labo.

Je vérifie

Ce que je retiens

Pour mesurer une durée courte, je mesure 10 allers-retours et je divise par 10.

La durée d'un aller-retour dépend de la longueur de la corde, pas de la masse de l'objet.

Le point de la roue décrit un cercle par rapport à l'axe, mais des arches par rapport au sol.

🤝 Coup de pouce

  • Un aller-retour se termine quand l'objet revient de son côté de départ. Compte à voix haute.
  • Pour diviser par 10, on décale la virgule : 20,2 s ÷ 10 = 2,02 s.

🚀 Défi expert

  • Une horloge comtoise a un balancier qui fait un aller-retour en 2 secondes. Quelle est la longueur de son balancier ?
  • Par rapport au sol, le point rouge touche-t-il le sol ? Combien de fois par tour de roue ?
Pour l'enseignant

Objectifs : mesurer une durée ; contrôler les variables ; identifier un mouvement rectiligne ou circulaire par rapport à un observateur.

Programme (BO n° 24 du 11 juin 2026) : au CM1, mesurer une durée comme intervalle entre deux instants. Au CM2, observer et identifier le mouvement rectiligne ou circulaire d'un objet en fonction de l'observateur ; le programme cite le point coloré sur une toupie, un yoyo ou un disque, qui décrit un cercle par rapport à l'axe de rotation, et l'élève qui court au bout d'une ficelle tendue.

  • Durées d'un aller-retour (labo et réalité) : environ 1 s pour 25 cm, 1,4 s pour 50 cm, 2 s pour 1 m, 2,5 s pour 1,5 m. La masse ne change rien ; l'écart de départ très peu tant qu'il reste petit.
  • Selon une anecdote célèbre, Galilée aurait remarqué que les lustres de la cathédrale de Pise oscillaient toujours avec la même durée. Le pendule a ensuite servi à fabriquer des horloges précises.
  • La courbe dessinée par le point rouge par rapport au sol s'appelle une cycloïde : le mot n'est pas à retenir.