Une séance en co-animation SVT/ Physique-Chimie de deux heures s’est mise en place le 20 mars 2023, avec les élèves de 4ème5 du collège Emile Zola, afin de travailler autour du thème du pendule.

Pourquoi le pendule me direz-vous ?

Lors de l’impromptu artistique du 24 janvier dernier (avec la compagnie La Plaine de Joie), le système du compte-secondes et le principe associé de l’horloge à pendule avaient été exposés par des membres de l’association Amélycor, matériel historique à l’appui.

Afin de mêler différentes disciplines, une première approche littéraire a été mise en place autour d’expressions contenant le mot « pendule », du latin pendere signifiant pendre. « Remettre les pendules à l’heure » a sans surprise été largement plébiscité, « en faire une pendule » (exagérer un fait anodin) étant moins connu des élèves, de même que « remonter la pendule » (remonter le moral).
Une seconde approche davantage historique et géographique a ensuite été envisagée: où trouver des
pendules ? Les élèves ont évidemment pensé aux horloges, à Big Ben notamment. Précisons cependant que Big Ben est en réalité le nom de l’énorme cloche (13,5 tonnes!) située dans la tour de l’horloge du palais de Westminster, siège du parlement britannique à Londres. Of course !

Certains élèves tintinophile ont aussi fait référence au Professeur Tournesol et au pendule que lui a attribué Hergé afin d’étudier la radiesthésie.

Des vidéos au sujet du pendule de Foucault (qui met en évidence la rotation de la Terre) et du Botafumeiro de Saint-Jacques-de-Compostelle ont également éveillé la curiosité des élèves. Si señor !

Après cette phase de culture générale, place aux Sciences ! Le problème à résoudre pour les élèves
était de construire un pendule battant la seconde.

Phase 1, les hypothèses : Quels sont les paramètres physiques ayant une influence sur la durée du
battement ?

Après réflexion et échange par groupe de 2-3 élèves, ceux-ci ont partagé leurs idées en
les inscrivant sur de grands tableaux blancs : longueur du fil, masse de l’objet suspendu et vitesse du
lancer sont sortis du lot.

Phase 2, quelle expérience réaliser ? Une seconde réflexion a été menée sur le matériel nécessaire
permettant de valider ou infirmer ces hypothèses. Comment mesurer la longueur du fil ?
Avec une règle graduée. Comment mesurer la durée d’un battement ? Avec un chronomètre.
Comment mesurer la masse de l’objet suspendu ? Avec une balance. Comment mesurer l’angle de
lancer ? Avec un rapporteur.

Phase 3, suite de la démarche scientifique avec les nombreuses mesures effectuées par les élèves
(en ne faisant varier qu’un paramètre à la fois!)

Rendre compte de ses mesures par écrit a été difficile pour les élèves, un bilan par les Professeurs a
permis de remettre les choses au clair.

Phase 4, les observations sur l’influence de chaque paramètre testé.

Phase 5, conclusions : la longueur du fil a une influence sur la durée du battement mais pas la masse
ni l’angle initial si celui-ci reste petit. Précisons qu’en théorie l’intensité de la pesanteur, grandeur
liée à la gravitation, intervient mais cela dépasse notre niveau de 4ème.

Notons enfin que certains groupes ont réussi à résoudre le problème initial et ont trouvé la longueur
du fil permettant de battre la seconde : 1 mètre ! (NDR : 99,4 cm en théorie).
Les élèves ont apprécié cette séance de démarche scientifique en immersion qui leur a permis de
s’impliquer, de prendre des initiatives et de gagner en autonomie. Ont-ils vu le temps passé ?

Article rédigé par Brice Thouault, Professeur de Physique-Chimie au Collège Émile Zola, Rennes