Fabriquer une catapulte avec des bâtonnets et des élastiques
« La catapulte à pompons »
- ÂgeDès 7 ans
- Durée35 min
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùSur une table, Au sol, avec de la place
Avec « La catapulte à pompons », tu fabriques une catapulte avec des bâtonnets pour découvrir ce qui met un pompon en mouvement. Construis ce petit lanceur, puis compare des essais tout en douceur. Dès 7 ans, avec un adulte dans la pièce, prévois 15 minutes de préparation et 20 minutes d’expérience sur une table dégagée, avec un espace libre au sol devant toi.
La question
Comment une catapulte envoie-t-elle un objet loin ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 7, propres, souples et sans échardes Bâtonnets en bois, de type bâtonnets de glace
- 4, en bon état Élastiques
- 1 Bouchon de bouteille servant de godet
- 2 bandes pour fixer le bouchon Ruban adhésif
- 1 Pompon souple
L’expérience
- 1
Empile 5 bâtonnets en alignant leurs extrémités. Entoure chaque bout de la pile avec un élastique pour obtenir un petit support bien serré.
Garde la pile posée sur la table pendant que tu places les élastiques.
- 2
Superpose les 2 bâtonnets restants. Attache-les ensemble à une seule extrémité avec le troisième élastique.
- 3
Écarte doucement les extrémités libres des 2 bâtonnets. Glisse la pile entre eux, en travers, près de leur extrémité attachée : l’ensemble forme une croix et le bâtonnet du dessus reste incliné.
Si le bois résiste fortement ou craque, arrête la manipulation et appelle l’adulte. - 4
Avec le quatrième élastique, attache le bâtonnet du dessus à la pile au croisement. Fais passer l’élastique en diagonale autour de la pile et de ce bâtonnet, puis dans l’autre diagonale pour former un X.
L’extrémité libre du bâtonnet supérieur doit pouvoir descendre un peu puis revenir. - 5
Fixe le bouchon, ouverture vers le haut, près de l’extrémité libre du bâtonnet supérieur avec les 2 bandes adhésives. Fais passer les bandes sur les bords du bouchon et sous le bâtonnet, en laissant le centre du godet dégagé.
- 6
Pose la catapulte sur la table, tournée vers une zone libre au sol qui servira de cible. Maintiens la pile d’une main, place le pompon dans le bouchon et abaisse très légèrement le godet avec un doigt de l’autre main.
Garde ton visage sur le côté, loin du bâtonnet et des élastiques. - 7
Retire ton doigt pour libérer le bâtonnet et observe où arrive le pompon. Recommence 3 fois avec une très petite descente du godet, puis 3 fois avec une descente un peu différente, toujours faible et sans forcer le bois.
Replace la catapulte au même endroit et garde la même orientation entre les essais.
Observe
Quand tu abaisses le godet, le bâtonnet supérieur se courbe légèrement et l’assemblage peut aussi pivoter un peu au croisement. Quand tu retires ton doigt, le godet remonte rapidement et le pompon le quitte. Le pompon suit une trajectoire courbe, puis rejoint le sol. Deux essais qui semblent identiques n’arrivent pas toujours exactement au même endroit. Une petite différence dans la descente du godet peut modifier la distance parcourue, mais cette distance ne suffit pas à expliquer tout le mouvement.
À noter dans ton carnet
- La descente choisie pour le godet : très petite ou un peu différente.
- L’endroit où le pompon touche le sol pour chacun des 6 essais.
- Le nombre d’essais qui arrivent dans la zone cible.
- Les essais où le pompon reste accroché au bouchon ou part de côté.
Comprendre
Quand tu plies un peu le bâtonnet, tu lui donnes de l’énergie qu’il garde un court instant. Quand tu le libères, il se redresse et donne du mouvement au pompon.
Ton doigt fournit l’effort de départ. En abaissant doucement le godet, tu déformes légèrement le bois. Le bâtonnet résiste et cherche à retrouver sa forme : c’est son élasticité. Il stocke alors de l’énergie élastique, c’est-à-dire de l’énergie liée à cette déformation. Les élastiques maintiennent surtout l’assemblage, mais leurs déformations peuvent aussi participer au mouvement.
Quand tu retires ton doigt, le bâtonnet se redresse et le godet accélère. Une partie de l’énergie stockée devient de l’énergie de mouvement du godet et du pompon. Toute l’énergie ne passe pas au pompon : le bois continue à vibrer, les pièces frottent et l’ensemble produit parfois un petit bruit. Même quand ton geste semble identique, de petites différences de position du pompon, de descente du godet ou de mouvement de l’assemblage peuvent changer le point d’arrivée.
Le bâtonnet agit aussi comme un levier : une pièce allongée qui transmet un effort autour d’un appui. Ici, la pile de bâtonnets sert d’appui au bras qui porte le godet. Contrairement à une balançoire à bascule rigide, ce bras se courbe aussi. Les deux effets, mouvement autour de l’appui et déformation du bois, se combinent dans cette construction.
Le pompon quitte le godet avec une certaine vitesse et une certaine direction. Ensuite, la gravité, l’attraction de la Terre, le fait descendre, tandis que l’air freine son déplacement. Un pompon léger est particulièrement sensible à ce freinage, comme une petite boule de papier lancée doucement à la main. Sa distance d’arrivée dépend donc du départ, mais aussi de sa forme et de la résistance de l’air.
- Élasticité
- Capacité d’un matériau à retrouver sa forme après une petite déformation.
- Énergie élastique
- Énergie stockée lorsqu’un objet élastique est déformé.
- Énergie de mouvement
- Énergie que possède un objet parce qu’il se déplace.
- Levier
- Pièce allongée qui peut transmettre un effort autour d’un appui.
- Trajectoire
- Chemin suivi par un objet en mouvement.
- Gravité
- Attraction exercée par la Terre, qui fait notamment tomber les objets vers le sol.
Nouveau défi : Peux-tu rendre tes essais plus réguliers ?
Avec le même pompon et la même petite descente du godet, essaie d’obtenir 3 arrivées proches les unes des autres dans ta zone cible. Garde la position de la catapulte, son orientation et ton geste aussi semblables que possible. Compare les points d’arrivée : réussir à répéter un résultat est aussi intéressant qu’atteindre une cible.
Autres idées à tester
- Sans modifier le montage, compare un départ avec le pompon au centre du bouchon et un départ légèrement décentré. Garde la même faible descente du godet et observe surtout la direction du départ.
Ranger et jeter
L’adulte vérifie l’état de l’ensemble avant le rangement. Retire doucement les élastiques, sans les diriger vers le visage, puis rassemble et compte les pièces. Range le bouchon, les élastiques et le pompon dans un endroit inaccessible aux tout-petits. Ramasse les morceaux d’adhésif et laisse la table ainsi que le sol dégagés.
Rien ne va dans l’évier. Conserve les pièces intactes pour les réutiliser. Mets l’adhésif usagé, les élastiques abîmés et les bâtonnets endommagés dans les ordures ménagères, selon les consignes locales.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- Cycle 3 : CM1, CM2 et 6e ; activité accessible dès 7 ans avec l’accompagnement prévu
- Notion
- Stockage d’énergie par déformation élastique, transfert vers le mouvement et découverte du levier.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à des observations.
- Construire un objet technique simple en suivant un protocole.
- Faire varier un seul paramètre et répéter des essais.
- Présenter des résultats et distinguer observation et explication.
- En classe
- Pour 25 élèves, prévoyez 5 groupes de 5, avec un lot complet du matériel indiqué par groupe. Réservez 15 minutes au montage et 20 minutes aux essais et à la comparaison des résultats. Organisez un seul poste de lancement actif à la fois, orienté vers une zone au sol libre ; les autres groupes observent ou consignent leurs résultats. Faites alterner les rôles de manipulateur, gardien de la zone, observateur, secrétaire et responsable du matériel. Lors de la mise en commun, demandez aux groupes ce qu’ils ont gardé identique et ce qui a réellement changé.
- À la fin, l’élève sait…
- L’élève doit pouvoir expliquer que le doigt déforme légèrement le bâtonnet, que celui-ci stocke de l’énergie puis transmet du mouvement au pompon. Il doit aussi reconnaître le rôle de l’appui et expliquer pourquoi plusieurs essais sont nécessaires pour comparer deux réglages.
Questions fréquentes
Pourquoi le pompon reste-t-il parfois dans le bouchon ?
Vérifiez que le ruban adhésif ne dépasse pas dans le godet et ne retient pas le pompon. Le pompon doit pouvoir y reposer librement, sans être coincé. Vérifiez aussi que le bras revient librement après une très légère descente. Si le montage se bloque, reprenez son assemblage plutôt que d’accentuer le geste.
Pourquoi les résultats changent-ils alors que mon enfant pense faire le même geste ?
De petites différences suffisent : position du pompon, orientation du montage ou manière de retirer le doigt. Le pompon est aussi fortement freiné par l’air. Vous pouvez aider votre enfant à garder la même installation et à répéter chaque essai trois fois. L’objectif est de repérer une tendance, pas d’obtenir une précision parfaite.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 52 phrases relues une à une, dont 0 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
