Comment les hommes à l’âge de pierre transportaient-ils des charges lourdes ?

• Ficelle résistante (env. 1 m)
• Un livre lourd
• Une dizaine de crayons ronds ou de bois rond de même diamètre

Le matériel listé suffit pour une seule expérience. Vous devez donc adapter les quantités données en fonction de la méthode de travail (nombre d’élèves, travail individuel ou travail en groupe, etc. ).

Cette expérience n’est pas dangereuse.

Vous avez as des conseils pratiques ? Alors contactez-nous ici.

La rubrique « Idées pour l’enseignement des sciences à l’école fondamentale » a été élaborée en coopération avec le Script (Service de Coordination de la Recherche et de l’innovation pédagogiques et technologiques) et est destiné principalement aux enseignantes et enseignants de l’école fondamentale. L’objectif de cette rubrique est de vous épauler, dans votre rôle d’enseignant, avec de petits articles, afin de vous aider à transmettre la méthode scientifique. Pour ce faire, il n’est pas nécessaire que vous saviez déjà tout sur le thème de sciences naturelles en question. Il s’agit plutôt de créer un environnement dans lequel les élèves pourront expérimenter et observer. Un environnement, dans lequel les élèves apprendront à poser des questions et à formuler des hypothèses, à développer des idées et à trouver les réponses à travers l’observation.

C’est pourquoi nous structurons toujours nos articles selon le même schéma (question, hypothèse, expérience, observation/conclusion),* que l’expérience soit réalisée de façon autonome en classe ou qu’elle soit présentée par visionnage d’une vidéo. Ce schéma peut en fait être appliqué à tous les thèmes scientifiques.

Nous fournissons, en plus des connaissances de base, des explications supplémentaires afin de permettre aux enseignants intéressés de s’informer et de pouvoir répondre aux éventuelles questions. Cela donne également la possibilité aux élèves d’effectuer eux-mêmes des recherches sur science.lu.

Nous espérons que nos articles vous seront utiles et que vous pourrez les appliquer en classe. Nous serions heureux que vous nous fassiez part de votre feedback et de vos suggestions et nous sommes prêts à améliorer constamment nos articles. Vous pouvez nous contacter ici.

*Dans la pratique, le processus scientifique ne se déroule pas toujours de manière aussi linéaire. Cependant, pour des raisons de simplicité, nous procédons normalement de manière linéaire dans cette rubrique.

Pour déplacer un objet parallélépipédique sur un support, par exemple un livre posé sur une table, il faut surmonter ce que l’on appelle le frottement d’adhérence et le frottement de glissement. La constitution de la table et du livre joue aussi un rôle dans ce contexte. Le frottement d’adhérence est la force qui doit être appliquée pour mettre en mouvement un objet sur un support. Le frottement de glissement est la force qui doit être appliquée pour maintenir en mouvement un objet qui est déjà en mouvement sur ce support. Le frottement de glissement est toujours inférieur au frottement d’adhérence dans ce contexte. Les élèves ont certainement déjà constaté qu’il peut s’avérer un peu difficile de mettre en mouvement une luge dans la neige. Mais dès que la résistance est vaincue et que la luge se met en mouvement, c’est nettement plus facile.

Le frottement de glissement est plus faible que le frottement d’adhérence, car les surfaces, même si elles présentent un aspect lisse, sont rugueuses. La surface du livre et celle de la table présentent des aspérités qui s’imbriquent les unes dans les autres au repos. Cet enchevêtrement (frottement d’adhérence) doit être rompu avec une certaine force pour qu’un objet puisse être déplacé. Dès que l'objet est en mouvement, les irrégularités des surfaces glissent les unes sur les autres et la force nécessaire pour maintenir l'objet en mouvement diminue (frottement de glissement).

Il est beaucoup plus facile de mettre en mouvement des objets de forme ronde. La résistance au démarrage doit être surmontée pour mettre l'objet rond en mouvement. Le frottement au roulement (aussi appelé résistance au roulement) s’apparente au frottement de glissement et désigne la force qui doit être appliquée pour maintenir un objet rond en mouvement. Ici aussi, la force à exercer pour mettre l’objet en question en mouvement est supérieure à celle qu’il faut appliquer pour le maintenir en mouvement. Si les élèves ont déjà poussé une voiture, ils savent qu’il peut être très difficile d’amorcer le mouvement. Mais une fois que la voiture roule, il devient beaucoup plus facile de la pousser. Pour un objet de poids comparable, le frottement au roulement est beaucoup plus faible pour l’objet de forme ronde que le frottement de glissement pour un objet parallélépipédique, par exemple. Ce phénomène s'explique notamment par la faible surface de contact entre l'objet et le support. La surface d’appui des roulettes est beaucoup plus petite.

Dans notre expérience avec le livre, la situation est différente, car l'objet à déplacer n'est pas rond. Ici, il y a deux endroits où les bâtons de bois ou les crayons sont en contact avec une autre surface : la table sur laquelle les crayons sont déplacés et la zone de contact entre les crayons et le livre. Mais les résistances sont tellement plus faibles pour les objets roulants que pour les objets parallélépipédiques qu'il est toujours plus facile de déplacer le livre sur des roulettes que sans roulettes. L’inertie joue aussi un rôle. Un corps ou un objet en mouvement reste en mouvement si les conditions idéales (absence de résistance) sont réunies. Les élèves connaissent peut-être ce phénomène de la voiture. Lorsque le véhicule freine, leur corps reste en mouvement et est poussé vers l’avant. Si les résistances sont relativement faibles – comme dans le cas d’un objet de forme ronde en mouvement, par rapport à un objet parallélépipédique – l'inertie fait que le corps rond reste plus longtemps en mouvement.

On ne connaît toujours pas avec certitude la méthode utilisée au néolithique pour transporter de lourds blocs de pierre. Certaines théories suggèrent que des pierres pesant plusieurs tonnes étaient acheminées à l’aide de troncs d’arbres disposés parallèlement côte à côte. Étant donné que les blocs de pierre ne présentaient pas forcément une surface plane, ils étaient probablement disposés sur une plate-forme ou une sorte de traîneau, qui était ensuite transporté par roulage à l’aide de rondins et de cordes. Barney Harris, un étudiant du University College London (UCL), a testé cette théorie du traîneau. D’après ses conclusions, 20 adultes suffisaient pour déplacer une pierre de grande taille, sur une surface plane bien entendu. Des essais pour reproduire le transport de gros blocs de pierre par voie navigable ont également été réalisés. La première tentative a toutefois échoué et le morceau de roche a coulé. Ce n’est que lors d’une deuxième tentative, par mer calme, que le bloc de pierre a pu être transporté sur un bateau historique.

Vous pouvez visualiser la différence en termes de force requise (sans et avec l’utilisation de rouleaux) en remplaçant la ficelle par un élastique. En tirant doucement sur l’élastique, on remarque qu’il s’étire davantage lors du premier essai sans rouleaux que lors du deuxième essai avec rouleaux. Plus la force requise est importante, plus l’élastique s’étire. En partant de cette observation, vous pouvez mener d’autres expériences avec l’élastique (et sans les rouleaux).

Voici quelques idées : Remplace le livre par un autre plus léger. Incline le bord de la table. Tire le livre sur une autre surface plus rugueuse, par exemple sur la moquette ou dans l'herbe. Il est également possible de constater la différence entre le frottement d'adhérence et le frottement de glissement avec l'élastique. Par exemple, l'élastique doit être plus étiré lorsque le livre est tiré (sans roulettes) que lorsque le livre est tiré plus loin. Le même principe s'applique à l'expérience avec les rouleaux, mais comme la différence est beaucoup plus faible, elle est probablement difficile à constater.

Un seul menhir a été découvert à ce jour sur le territoire luxembourgeois. Il se trouve sur le "Béisenerbierg", près de Mersch. Il vaut la peine d'être visité.

Site internet : https://www.visitguttland.lu/de/fiche?entity=menhir