Tout savoir sur la science des aimants

La science des aimants en action

Les aimants sont des objets solides en pierre, en métal ou dans un autre matériau, qui ont la propriété d’attirer des matériaux contenant du fer.

Cette propriété d’attraction est soit naturelle, comme dans le cas de la pierre de terre, soit induite (formée par des moyens non naturels).

Vous pouvez démontrer la science des aimants à la maison, en produisant et en testant la force d’un champ magnétique.

Magnet Science Projects

Projet 1: Quelle est l’attraction?

Tous les aimants ont la capacité d’attirer d’autres aimants ou objets magnétiques (tels que le fer et certains autres objets métalliques). Mais un aimant n’a pas nécessairement besoin de toucher un objet magnétique pour que l’objet y soit attiré. Essayez cette expérience pour savoir pourquoi.

Ce dont vous avez besoin:

• Règle en plastique ou en bois
• Trombone
• Deux aimants différents ou plus
• Cahier
• Crayon

Ce que vous faites:

• Alignez le trombone le long de l’extrémité de la règle de sorte qu’un côté du trombone soit à la marque zéro de la règle.
• Placez un aimant à l’autre extrémité de la règle. Maintenant, tenez la règle en place d’une main et faites glisser lentement l’aimant vers le trombone avec votre autre main. Lorsque le trombone se fixe à l’aimant, arrêtez de déplacer l’aimant.
• Regardez où se trouvait l’aimant le long de la règle pour voir à quelle distance se trouvaient l’aimant et le trombone lorsqu’ils se sont réunis. (Vous devrez peut-être l’essayer plusieurs fois avant d’être sûr!) Notez la distance dans votre cahier. Dessinez une image de l’aimant que vous avez utilisé pour vous rappeler lequel c’était.
• Répétez les étapes 1 à 4 avec chacun des aimants que vous avez.

Ce qui s’est passé:

Tous les aimants ont un champ magnétique – une zone autour d’un aimant où son magnétisme affecte d’autres objets. En mesurant la distance entre l’aimant et le trombone lorsqu’ils s’attachent, vous trouviez la longueur du champ magnétique. Les aimants plus forts peuvent généralement attirer les matériaux magnétiques à une distance plus éloignée que les aimants plus faibles. Sur la base de ce fait et des résultats que vous avez écrits dans votre cahier, lequel de vos aimants était le plus puissant? Lequel était le plus faible ?

Projet 2 : Quel Aimant Est le Plus Puissant ?

Un bon moyen de tester la force des différents aimants est de voir combien d’objets magnétiques il peut attirer. Essayez cette expérience avec vos aimants!

Ce dont vous avez besoin:

• Plusieurs aimants
• Boîte de trombones
• Carnet
• Crayon
• Quelqu’un pour vous aider

Ce que vous faites:

• Demandez à votre assistant de s’accrocher à une extrémité de l’un des aimants. Collez un trombone à l’autre extrémité de l’aimant. Une extrémité du trombone devrait pendre de l’aimant. (Votre aimant peut être très fort, vous aurez donc peut-être besoin de votre aide pour tenir le trombone afin qu’une extrémité touche l’aimant plutôt que le côté du trombone, comme sur la photo.)
• Maintenant, touchez un autre trombone à la fin du premier trombone pour démarrer une chaîne de trombones. Continuez à ajouter des trombones jusqu’à ce qu’ils ne collent plus à la chaîne. Dans votre cahier, notez combien de trombones l’aimant était capable de tenir ensemble dans une chaîne avant que les trombones ne commencent à tomber.
• Faites les étapes 1 & 2 avec les autres aimants, en enregistrant dans votre ordinateur portable combien de trombones colleraient dans une chaîne à chaque aimant.

Ce qui s’est passé:

Lorsqu’un aimant touche un autre objet magnétique (tel qu’un trombone), l’objet devient un aimant temporaire aussi longtemps qu’il touche l’aimant réel! Il peut maintenant être utilisé pour ramasser plus de trombones.

Chaque trombone supplémentaire devient également un aimant temporaire avec une force magnétique plus faible que celle qui le précède. Certains aimants peuvent contenir une chaîne de cinq trombones tandis qu’un autre aimant ne peut contenir qu’un ou deux trombones.

Le nombre de trombones qu’un aimant peut contenir est une bonne indication de sa force. Si vous avez un aimant assez fort et soulevez les trombones assez longtemps, vous constaterez peut-être que certains trombones garderont la capacité d’agir comme des aimants pendant un petit moment, même s’ils ne touchent pas l’aimant.

Si cela se produit, vous venez de fabriquer un aimant temporaire très puissant.

Mots scientifiques

Ces mots sur les aimants sont utilisés dans les projets scientifiques. Si vous n’êtes pas sûr de ce qu’ils signifient, lisez simplement les définitions ci-dessous!

Objet magnétique – tout objet pouvant être attiré par un aimant. Les trombones, la limaille de fer, les clés et les épingles à cheveux sont tous des exemples d’objets magnétiques.

Champ magnétique – une zone invisible autour d’un aimant où sa force magnétique affecte d’autres objets. Le champ magnétique est ce qui tire réellement d’autres objets magnétiques vers un aimant.

Aimant temporaire – un objet magnétique qui peut devenir un aimant lorsqu’il touche un aimant permanent, mais perd ses propriétés magnétiques lorsqu’il ne touche plus l’aimant permanent.

Leçon de science des aimants

Aimants dans des articles ménagers

Un aimant est un objet solide, généralement une roche ou un morceau de métal, qui a la capacité d’attirer certains matériaux.

Pour vous aider à découvrir ce qui est et ce qui n’est pas attiré par les aimants, partez à la chasse aux aimants.

Regardez autour de la pièce et aidez votre enfant à faire une liste d’objets qu’il pense être attirés par l’aimant ainsi qu’une liste d’objets qui ne seront pas attirés. Après avoir fait vos listes, testez chacun des objets.

(N’utilisez pas d’aimants sur les ordinateurs, cassettes, disques et autres appareils électroniques – cela pourrait endommager les aimants à l’intérieur d’eux!)

Comparez vos résultats avec ce que vous prédisiez être attiré. Avez-vous eu raison sur toutes vos prédictions? Avez-vous eu tort sur tout?

Expliquez pourquoi les articles ont collé ou non alors que vous pensiez initialement que le contraire serait vrai.

Par exemple, l’objet est fabriqué en plastique mais recouvert de peinture brillante pour lui donner un aspect métallique; tous les métaux ne sont pas attirés par les aimants; ou peut-être que juste des parties d’un objet ont été attirées par l’aimant. Qu’est-ce que cela nous dit sur l’attraction magnétique?

(Qu’un objet doit être fait de métal pour être attiré, mais tous les métaux ne le sont pas.)

Les métaux tels que le fer, le nickel et le cobalt sont attirés par les aimants. L’acier contient du fer, il est donc également attiré par les aimants.

Vous pouvez également utiliser cette page de coloriage dans le cadre d’une chasse aux aimants. Faites le tour de la maison et trouvez des choses magnétiques. Entourez les éléments de la feuille de coloration qui sont attirés par l’aimant et dessinez tous les autres éléments que vous avez trouvés qui sont également magnétiques.

Comme mentionné précédemment, de nombreux articles ménagers courants contiennent des aimants et font partie de ce qui fait fonctionner ces articles. Les appareils électroniques tels que les réfrigérateurs, les machines à laver, les lampes, les téléphones, les téléviseurs et les chaînes stéréo contiennent tous des aimants.

Attraction et répulsion

Tous les aimants ont deux extrémités où la traction est la plus forte – un pôle nord et un pôle sud. Les pôles sont nommés ainsi car si un aimant flotte dans l’eau ou est suspendu par une ficelle nouée autour de son milieu, il s’alignera dans une direction nord-sud, compatible avec le champ magnétique de la Terre.

Pour mieux montrer comment les pôles des aimants réagissent les uns avec les autres, obtenez deux aimants à barres avec les pôles nord et sud étiquetés. En tenant fermement les aimants, demandez à votre enfant d’essayer de pousser ses mains et les extrémités des aimants ensemble afin que les pôles nord des deux aimants se rencontrent. Que se passe-t-il ? Maintenant, retournez l’un des aimants et essayez de pousser les extrémités ensemble de sorte qu’un pôle nord d’un aimant rencontre le pôle sud de l’autre aimant. Que s’est-il passé cette fois ? Enfin, retournez l’autre aimant pour que les pôles sud se fassent face et essayez de les pousser ensemble. Qu’est-ce qui s’est passé?

Les enfants devraient constater que lorsqu’un pôle nord faisait face à un pôle sud, ils sentaient une force tirer les aimants ensemble. Mais lorsque les pôles nord se faisaient face ou que les pôles sud se faisaient face, ils auraient dû sentir une force les écarter. Aidez les enfants à comprendre que les pôles opposés attirent (s’assemblent) tandis que les pôles similaires repoussent (s’écartent).

Champ magnétique

La zone invisible autour d’un aimant qui attire un autre objet est appelée champ magnétique.

Les objets magnétiques (tels que les trombones) seront tirés vers l’aimant s’ils sont placés dans ce champ. Vous pouvez voir le champ magnétique d’un aimant en utilisant des limailles métalliques en fer dans un sac Ziploc ou des limailles en fer dans un boîtier scellé.

(Nous recommandons fortement de mettre les limailles en vrac dans un sac scellé pour éviter tout gâchis.)

Posez un aimant à barres sur une table. Secouez doucement le sac ou l’étui pour répartir uniformément la limaille de fer et posez-le sur l’aimant.

(Vous pouvez également essayer de placer l’aimant sur le sac Ziploc.)

Observez le motif de la limaille de fer. Le champ magnétique est le plus fort aux pôles. Vous pouvez le voir car les limailles de fer se regroupent à ces points.

Placez maintenant deux barres magnétiques sur la table avec des pôles similaires se faisant face.

Placez-les le plus près possible l’un de l’autre sans qu’ils s’éloignent l’un de l’autre.

Placez la limaille de fer sur les aimants. Observez le motif de la limaille de fer.

Maintenant, retournez un aimant pour que les pôles opposés se fassent face et rapprochez-les le plus possible sans qu’ils se déplacent ensemble.

Placez la limaille de fer sur le dessus et observez à nouveau le motif réalisé.

Dans chacune de ces expériences, les limailles de fer nous permettent de voir visiblement comment le champ magnétique est formé et comment plusieurs champs magnétiques peuvent interagir les uns avec les autres.

Étendez cela en essayant différentes formes d’aimants (aimant en anneau, aimant en fer à cheval, etc.) pour voir à quoi ressemblent leurs champs magnétiques. Essayez-le également avec plusieurs aimants rapprochés pour voir comment leurs champs magnétiques interagissent les uns avec les autres.

La surveillance d’un adulte doit toujours être assurée lorsque les enfants jouent avec des aimants.

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