Fabriquer une poulie avec une bobine et une ficelle
« L'ascenseur à jouets »
- ÂgeDès 8 ans
- Durée35 min
- AdulteAdulte dans la pièce
- OùAu sol, avec de la place
Comment fabriquer une poulie pour faire monter un petit panier en tirant vers le bas ? Avec L’ascenseur à jouets, tu découvres une machine simple, dès 8 ans, avec un adulte dans la pièce. Prévoyez ensemble 15 minutes de préparation et 20 minutes d’expérience, dans un espace dégagé au sol.
La question
Comment monter un objet en tirant vers le bas ?
Ton idée
Que va-t-il se passer, à ton avis ? Choisis une idée avant de commencer.
Le matériel
- 1 Rouleau en carton rigide, assez large pour tourner librement autour du manche à balai
- 1 manche et 2 chaises Manche à balai posé entre deux chaises stables, installé par l’adulte
- 1,5 m Ficelle
- 1 Petit panier léger avec une anse
- 2, utilisés un à la fois Petits jouets légers, sans pièce détachable
L’expérience
- 1Étape de l’adulte
L’adulte enfile le rouleau sur le manche et installe le manche horizontalement entre les assises de deux chaises stables, sur un sol plat. Il centre le rouleau dans l’espace entre les chaises, vérifie qu’il tourne librement et contrôle que les deux extrémités du manche reposent largement sur les assises sans glisser ni basculer.
- 2
Pose le panier au sol, sous le rouleau. Passe la ficelle par-dessus le rouleau, au milieu de sa longueur, avec un bout qui descend de chaque côté.
La ficelle doit passer sur la surface extérieure du rouleau, pas dans son trou. - 3
Attache un bout de la ficelle au milieu de l’anse avec un double nœud. Garde l’autre bout libre du côté opposé au panier et dispose la longueur inutilisée à plat au sol.
- 4
Place un seul petit jouet au fond du panier, bien au centre. Prends le bout libre de la ficelle dans une main, sans l’enrouler autour des doigts.
- 5
Tire doucement le bout libre vers le bas, juste assez pour tendre la ficelle. Continue lentement jusqu’à ce que le fond du panier quitte le sol de quelques centimètres, puis arrête ton mouvement.
Reste sur le côté du montage pour voir à la fois ta main et le panier. - 6
Laisse doucement remonter ta main en gardant la ficelle en main. Accompagne ainsi la descente du panier jusqu’à ce qu’il repose entièrement au sol.
- 7
Recommence une montée courte et une descente lente. Observe le sens du déplacement de ta main, celui du panier et le mouvement éventuel du rouleau.
Observe
Quand tu tires le bout libre vers le bas, le panier monte. Quand tu laisses ce bout remonter doucement, le panier redescend. Le rouleau peut tourner autour du manche pendant le déplacement ; la ficelle peut aussi glisser un peu sur le carton. Si la ficelle reste tendue et les deux brins presque verticaux, le panier monte à peu près de la même distance que celle parcourue vers le bas par le bout que tu tiens.
À noter dans ton carnet
- Le sens du déplacement de ta main et celui du panier pendant la montée.
- Le rouleau tourne-t-il facilement, par à-coups, ou presque pas ?
- Le panier reste-t-il droit ou penche-t-il ?
- Le mouvement est-il régulier ou faut-il tirer un peu plus pour démarrer ?
Comprendre
Le rouleau guide la ficelle : tu tires d’un côté vers le bas et le panier monte de l’autre côté. Il change le sens de ton effort, mais ne rend pas le panier deux fois plus facile à soulever.
Ton montage est un modèle simple de poulie fixe. Une poulie est une roue sur laquelle passe une corde ou une ficelle. Ici, le rouleau joue le rôle de la roue et le manche celui de l’axe, la tige autour de laquelle elle peut tourner. On dit que cette poulie est fixe parce que son axe reste à la même place pendant que le panier se déplace.
Lorsque la ficelle est tendue, elle transmet ta traction jusqu’à l’anse du panier. Une traction est une force qui tire sur quelque chose. Le rouleau fait changer de direction à la ficelle : ton bout descend, tandis que celui attaché au panier monte. Le panier est la charge, c’est-à-dire l’objet que le montage soulève, avec ce qu’il contient.
Cette poulie fixe ne divise pas l’effort nécessaire pour soutenir la charge. Dans un modèle idéal, sans frottements, la force à exercer serait la même que pour soulever directement le panier. Ton montage comporte des frottements : ce sont les résistances au mouvement entre les surfaces qui se touchent. Le carton frotte contre le manche, et la ficelle peut frotter sur le carton. Cela peut rendre le démarrage moins facile et demander un effort supplémentaire.
Le déplacement de la ficelle aide à comprendre ce qui se passe. Pendant une petite montée, la longueur gagnée d’un côté correspond à celle perdue de l’autre : si ta main descend d’une certaine distance, le panier monte approximativement de cette même distance. Cette comparaison suppose une ficelle tendue, qui s’étire très peu, et deux brins presque verticaux. Le montage ne crée donc pas une grande montée à partir d’un tout petit déplacement de ta main.
Une poulie fixe est utile même si elle ne réduit pas l’effort : elle permet de tirer dans une direction plus pratique. C’est le principe d’une corde passant en haut d’un mât pour hisser un drapeau. Il existe aussi des poulies mobiles, dont l’axe se déplace avec la charge : dans un montage adapté, elles permettent de tirer moins fort, mais il faut tirer une plus grande longueur de corde. Ce n’est pas le montage réalisé ici.
- Poulie fixe
- Roue guidant une corde et dont l’axe reste au même endroit pendant le mouvement.
- Axe
- Tige autour de laquelle une roue ou un rouleau peut tourner.
- Traction
- Action de tirer, en exerçant une force.
- Charge
- Objet soulevé par le montage, avec son contenu.
- Frottements
- Résistances au mouvement entre des surfaces qui se touchent.
- Poulie mobile
- Poulie dont l’axe se déplace avec la charge.
Nouveau défi : Un trajet bien régulier
Peux-tu faire monter puis redescendre le panier de quelques centimètres sans à-coup ? Garde le même jouet et observe comment la vitesse de ta main change celle du panier. Essaie de garder une vitesse lente et régulière pendant tout le petit trajet.
Autres idées à tester
- Fais une courte montée avec le panier vide, puis avec un seul des deux jouets. Compare la sensation dans ta main, sans chercher à mesurer précisément la force.
- Remplace le premier jouet par le second, toujours un seul à la fois. Observe si le panier reste aussi droit lorsque le jouet est bien centré.
Ranger et jeter
Repose le panier au sol et retire le jouet. L’adulte démonte le support et remet les chaises en place ; range la ficelle et les 2 jouets hors de portée des tout-petits. L’activité ne nécessite aucun nettoyage à l’eau.
Rien n’est à verser dans l’évier. Conserve le matériel réutilisable ; un rouleau en carton devenu inutilisable rejoint le tri des cartons selon les consignes locales, et une ficelle usée va dans la poubelle des déchets résiduels.
Pour les enseignants et les animateurs
- Classes
- Cycle 3 : CM1, CM2 et 6e ; dès 8 ans avec l’accompagnement prévu.
- Notion
- Objets techniques et transmission du mouvement : une poulie fixe change la direction de la force sans réduire idéalement l’effort ; une poulie mobile peut réduire l’effort en échange d’une plus grande longueur de corde tirée.
- Compétences
- Formuler une hypothèse et la confronter à une observation.
- Décrire le fonctionnement d’un objet technique simple.
- Repérer et représenter des directions de déplacement.
- Distinguer une observation d’une explication.
- En classe
- Pour 25 élèves, organisez 5 groupes de 5 avec, par groupe, le matériel complet indiqué et un seul jouet dans le panier à la fois. Réservez 15 minutes à la préparation, pendant lesquelles vous installez et vérifiez les cinq supports, puis 20 minutes aux essais et à la mise en commun. Attribuez des rôles tournants : manipulation, observation du panier, observation du rouleau, dessin et compte rendu. Faites travailler les groupes à tour de rôle si l’espace ne permet pas de conserver des passages dégagés autour de chaque installation.
- À la fin, l’élève sait…
- L’élève doit pouvoir expliquer que tirer le bout libre vers le bas fait monter le panier, identifier l’axe qui reste fixe et préciser que cette poulie change la direction de l’effort sans le diviser par deux.
Questions fréquentes
Pourquoi choisir le rouleau en carton plutôt qu’une bobine de fil vide ?
Le trou d’une bobine de fil est souvent trop étroit pour un manche à balai. Cette version utilise donc l’autre possibilité prévue : un rouleau en carton suffisamment large. Avant l’installation, vérifiez qu’il tourne librement autour du manche. S’il coince, le matériel ne convient pas à cette réalisation.
Pourquoi mon enfant doit-il tirer assez fort au démarrage ?
Les surfaces en contact peuvent résister au début du mouvement. Le rouleau peut frotter contre le manche, et la ficelle contre le carton. Vérifiez d’abord que le panier contient seulement un petit jouet léger et que la ficelle passe au milieu du rouleau. Si le support bouge, faites reposer le panier au sol et revoyez l’installation avant de reprendre.
Est-ce un problème si le rouleau tourne peu ?
La ficelle peut glisser sur le carton au lieu d’entraîner nettement le rouleau. Vous pouvez tout de même observer le changement de direction : le bout libre descend et le panier monte. En revanche, ce fonctionnement comporte davantage de glissement qu’une poulie bien adaptée. Invitez votre enfant à noter ce qu’il voit réellement plutôt qu’à dessiner un mouvement supposé.
Vérifiée avant publication
Cette expérience a été relue le 15 octobre 2026 par notre contrôle de sécurité et notre contrôle scientifique : 61 phrases relues une à une, dont 15 appuyées par une citation des sources ci-dessous ; aucune erreur restante.
