La Physique Via la Magie Nathaniel Lasry, PhD Physics department, CEGEP John Abbott College Department of Educational Psychology, McGill University lasry@johnabbott.qc.ca

Résumé: Pourquoi la Magie Faire passer des concepts de physique en faisant appel à des tours de magie. Pourquoi? Intérêt suscité chez les élèves (et profs!) Véhicule pédagogique idéal. Conflit cognitif lors d'un tour de magie, la différence entre ce qui est attendue et ce qui se produit génère presque infailliblement un questionnement centré sur le désire de découvrir " le truc ". ce questionnement peut être canalisé de sorte à mener les élèves vers la découverte des concepts physiques sous-jacents. Donc éléments de motivation intrinsèque

Principe Méthode Classique Méthode Magique Une démonstration expose un concept. La démonstration renforce concept. Méthode Magique Seules les démonstrations contre intuitives sont ciblées. La présentation tient compte des préjugées/attentes intuitives des élèves et les rend explicites. Le résultat contre intuitif est posé comme un atout/pouvoir occulte propre au magicien. En rejetant l’hypothèse de l’occulte, l’élève questionne pourquoi et comment le tour fonctionne.

Avantages Plan Cognitif: Plan Affectif Utilise les conflits cognitifs comme mode d’acquisition de concepts Suscite plus d’intérêt en la matière Plan Affectif Développe motivation intrinsèque Rend le contexte affectif plus plaisant (“la physique c’est le fun!”)

1ère Loi de Newton Le manche à balai brisé Description: Un manche a balai de ¾”, reposant sur 2 verres de vin a demi plein, est percuté en son centre. Le manche se casse, les verres restent intacts. Épingles placées au bout du bâton = résultat meilleur Source: The Physics Teacher Vol 31 Avril 1993

1ère Loi de Newton (suite) Retirer la nappe: Une nappe est retirée d’en dessous d’une assiette légère et d’un verre a pied a demi rempli. L’assiette se déplace, le verre reste en place. On rajoute un poids magique à l’assiette et elle ne bouge plus. Inertie: Objets au repos tendent a rester au repos Objets en mouvement tendent a préserver leur mouvement Tendance croit avec m Donc Inertie = masse

Centre de Masse Cône double Un cylindre descend le long d’un plan incliné. Avec beaucoup d’effort mental, un cône double le remonte Inclinaison dans une direction  stylo tombe La base progressivement devient plus ouverte. Le Centre de masse du cône descend dans la direction opposée

Centre de Masse (suite) Massue flottante Une massue est placée sur une planche avec charnière du côté tombant. La massue flotte (c.d.m. localisé du côté tenu)

Centre de Masse (suite) Pièce flottante 2 fourchette imbriquées par une pièce de monnaie balancent au bord d’un verre sans tomber. Bouteille de vin Présentoir de bouteille (différentes formes de bouteilles) Pieds contre le mur: On essaye de toucher ses pieds adossé. Les chevilles contre un mur

La pression : P = F/S Lit de clou Marcher sur des œufs Principe: Lâcher une pomme Mettre un turban Se concentrer et s’allonger Marcher? (le truc) Le ballon plein d’eau Marcher sur des œufs Principe: plus la surface sur laquelle la force est appliquée augment plus la pression diminue

La Pression (suite) Verser du lait dans un cône en papier Le verre truqué (analogie avec la paille). Paroi double avec trou externe et trou interne Le verre qui ne se renverse pas Une carte à l’envers sur un verre plein Le tourbillon La course: qui videra la bouteille d’abord (vortex) La danse de la pluie

Poussée d’Archimède; densité Jack et la fève magique Une boîte de café avec de fèves. Une balle métallique y est déposée et une balle blanche (de ping-pong) apparaît. Plongeur Cartésien Un morceau de pipette recouvert de caoutchouc monte et descend à volonté. Coca Light Coke diète flotte tandis que le régulier coule

Tension de surface De la gaze ‘bouchante’? Poivre dans de l’eau De la gaze perméable bouche l’ouverture d’une bouteille. Poivre dans de l’eau Un doigt plongé n’a aucun effet sur la distribution du poivre. Le doigt magique repousse le poivre Principe: savon « coupe » la tension de surface Combien de pièces dans un verre plein La pièce magique qui fait déborder le vase Mettre savon sur 1 pièce  tout déborde!

Bernoulli : v↑  P Balle de Ping-pong flottante Vaporisateur Venturri Un balle de ping-pong flotte au dessus d’un séchoir à cheveux. Vaporisateur Venturri Une paille tenue au dessus d’un verre. On souffle au dessus de la paille et le liquide est vaporisé (v↑  P). Gonfler le sac de poubelle Une course celui qui gonflera le plus vite.

Optique Absorption/reflection: Réfraction Lapin dans la cage noire disparaît/réapparaît Boites noires magiques standard (pourtour noir, miroir en arrière) Réfraction Le morceaux de verre brisés « se recollent » dans un fluide magique Deux tubes en Pyrex + huile minérale indice de réfraction de l’huile minérale TRES similaire au Pyrex