Haut et bas et filtration de l'eau

Haut et bas

La masse immense de la Terre exerce une force d'attraction qui nous retient à sa surface. Cette force est la raison pour laquelle les objets tombent tous vers la planète. Nous considérons que le haut est le contraire du bas. Tout autour de nous, des indices nous aident à relativiser les notions de haut et de bas. Le ciel, le plafond et la jarre à biscuits sur le réfrigérateur sont tous perçus par l'oeil humain comme étant situés « en haut ». Dans le même ordre d'idées, l'herbe, le plancher et les jouets rangés sous le lit sont tous perçus comme étant « en bas ». À bord de la navette spatiale ou de la Station spatiale internationale (ISS), les astronautes vivent en microgravité, là où il n'y a pas d'indices gravitationnels ou visuels permettant aux astronautes de distinguer le haut et le bas. Ainsi, lorsqu'un astronaute voyage dans l'espace pour la première fois, une certaine période d'adaptation (d'environ deux jours) est nécessaire pour permettre à ses sens de s'adapter à l'impesanteur.

Voici une activité qui exercera vos sens à déterminer le haut et le bas.

Matériel

Formez des équipes (de quatre à cinq personnes).

Tu auras besoin de :

  • Une boîte (assez grande pour que quelqu'un puisse s'y asseoir) ouverte aux deux extrémités et dont les parois intérieures sont décorées.
  • Un grand carton qui servira de couvercle à la boîte.

Déroulement

Du papier peint, des formes colorées ou des photographies de revues que vous utiliserez pour décorer l'intérieur de la boîte. Assurez-vous de placer toutes les images dans le même sens.

  1. Demandez à un membre de l'équipe de s'asseoir dans la boîte, sur le plancher. Placez le couvercle sur la boîte. Demandez à l'élève assis à l'intérieur de la boîte de décrire ce qu'il voit.
  2. Demandez à l'élève de fermer les yeux. Pendant ce temps, retournez la boîte et replacez-la sur l'élève. Demandez à l'élève d'ouvrir les yeux et de décrire ce qu'il voit.
  3. Refaites l'expérience avec un autre élève et comparez leurs réactions.
  4. Trouvez ensemble l'explication des différences éventuelles.
  5. Partagez et comparez les résultats de votre équipe avec ceux d'une autre équipe.

Êtes-vous arrivés aux mêmes conclusions?

Conclusions

  1. Aidez les élèves à comprendre l'importance de la vision pour distinguer le haut et le bas en leur demandant quels sens ils ont utilisés pour déterminer si la boîte était à l'endroit ou à l'envers.
  2. Faites-leur remarquer que, même si certains peuvent avoir été un peu désorientés, le plancher était toujours là pour les aider à s'y retrouver. Faites le rapprochement avec les astronautes en condition de microgravité qui n'ont absolument aucun repère de haut ou de bas.

Filtration de l'eau

L'eau étant une denrée rare dans l'espace, les astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS) auront à la recycler. Il s'agit de l'eau générée par la respiration et la transpiration, celle utilisée pour la douche ou le rasage, et même l'urine. Ces eaux usées seront épurées et ensuite recyclées à des fins de consommation et autres.

Sur Terre, l'épuration de l'eau se fait par traitement biologique. Les micro-organismes utilisés à cette fin détruisent les contaminants en présence dans l'eau. À bord de la (ISS), on aura recours à des processus physiques et chimiques pour décontaminer l'eau de même qu'à la filtration et à la stérilisation thermique pour en assurer la potabilité.

Effectuez l'expérience suivante de filtration d'eau avec des camarades de classe. Remarque : l'expérience ne démontre qu'un seul des nombreux types de filtration d'eau. Elle ne permet pas d'épurer l'eau à des fins de consommation.

Matériel

Tu auras besoin de :

  • Bouteille de boisson gazeuse, en plastique transparent (2 litres (l))
  • Gravier (pour aquarium)
  • Sable
  • Charbon de bois (activé) pour aquarium
  • Gaze (un bas de nylon peut aussi faire l'affaire)
  • Eau boueuse ou trouble
  • Élastiques

Déroulement

  1. Découper le fond de la bouteille de boisson gazeuse. Couvrir le goulot avec quelques couches de gaze qui seront maintenues en place par un élastique. Suspendre la bouteille, le goulot vers le bas, au-dessus d'un verre où sera récupérée l'eau filtrée.
  2. Verser le charbon de bois dans la bouteille sur une hauteur de 5 à 8 centimètres (cm).
  3. Placer une couche de sable de 8 à 10 cm d'épaisseur sur le charbon de bois, et ensuite une couche gravier de 5 à 8 cm d'épaisseur sur la couche de sable.
  4. Brasser l'eau trouble et la verser dans le filtre. Surveiller attentivement l'écoulement de l'eau au travers des trois couches filtrantes de gravier, de sable et de charbon de bois.

Discussion

  • Qu'est-il arrivé à l'eau lors de sa traversée des différentes couches filtrantes?
  • Comparer l'eau trouble à l'eau filtrée. Peut-on observer une différence?
  • Y aurait-il eu une différence si on avait omis une des couches filtrantes?