Physique au secondaire

B. Cinématique

1. 
   Généralités
   
2. 
   M.R.U.
   
3. 
   M.R.U.V.
   
4. 
   Chute libre d’un corps.
   

• 
  Définir les concepts ci-après : cinématique, mobile, mouvement, position, système de référence, repos, trajectoire, mobile ponctuel, durée, vitesse moyenne, déplacement, accélération, M.R.U., Vitesse instantanée, M.R.U.V.
  
• 
  Préciser et définir les unités de différentes grandeurs : déplacement (espace), vitesse, accélération ;
  
• 
  Restituer les lois de l’espace et de vitesse ;
  
• 
  Caractériser les tracés de différents graphiques ;
  
• 
  Enumérer quelques exemples de M.R.U. et de M.R.U.V. ;
  
• 
  Citer les différents paramètres influençant la valeur de l’accélération gravitationnelle en un lieu.
  

• 
  Illustrer par au moins un exemple l’importance du système de référence pour l’étude des mouvements ;
  
• 
  Expliquer l’utilité de mobile ponctuel et comparer ce concept à la réalité ;
  
• 
  Pouvoir dire quand il y a repos ou mouvement pour un corps par rapport à différents référentiels ;
  
• 
  Distinguer le vecteur-position et le vecteur-déplacement et justifier l’intérêt de ces deux concepts ;
  
• 
  Comparer la trajectoire au déplacement pour différentes situations ;
  
• 
  Dresser un tableau à partir de la mesure des positions et des temps pour un M.R.U. et un M.R.U.V. et en dégager les constantes relatives à ces mouvements ;
  
• 
  Traduire les résultats des mesures dans les graphiques ;
  
• 
  Pourvoir convertir les unités et veiller à leur cohérence dans les applications;
  
• 
  Décrire et commencer les expériences réalisées pour mettre à l’épreuve les hypothèses de Galilée pour une chute libre ;
  
• 
  Manipuler des formules ;
  
• 
  Résoudre les exercices proposés sur ce chapitre ;
  
• 
  Apprécier l’ordre de grandeur du résultat d’un calcul, vérifier sa cohérence par rapport au problème posé ;
  
• 
  Construire le graphique correspondant à un mouvement ;
  
• 
  Dégager les caractéristiques d’un mouvement à partir des graphiques qui lui correspondent ;
  
• 
  Décrire et commenter une expérience permettant la mise en évidence des lois du M.R.U. et M.R.U.V ;
  
• 
  Identifier : espace, abscisse, ordonnée et vitesses sur les graphiques.
  

1. 
   TRAVAIL
   

• 
  Notion du travail d’une force
  
• 
  Unités de travail
  
• 
  Travail d’une force.
  

2. 
   MACHINES SIMPLES
   

• 
  Notion de machine simple
  
• 
  Levier – genres de levier
  
• 
  Equilibre des leviers
  
• 
  Leviers avantageux
  
• 
  Levier et travail
  
• 
  Poulies
  
• 
  Treuil
  
• 
  Plan incliné
  
• 
  Coin
  

3. 
   PUISSANCE
   

• 
  Puissance d’une machine
  
• 
  Unités de puissance
  
• 
  Ordre de grandeur de puissance
  

• 
  Définir les concepts : travail, travail résistant, travail moteur, puissance, levier, machine simple, poulie, palan, treuil ;
  
• 
  Préciser les unités de différentes grandeurs : travail et puissance ;
  
• 
  Définir les unités suivantes : joule et watt ;
  
• 
  Restituer les expressions mathématiques du travail et de la puissance mécanique ;
  
• 
  Citer quelques exemples de travail moteur et travail-résistant.
  

• 
  Traduire des lois mathématiques en langage littéraire et vice-versa ;
  
• 
  Déterminer la nature du travail d’une force dans différentes situations ;
  
• 
  Résoudre au moins quelques exercices d’application par la méthode : donnée, inconnues, formules, résolution (D.I.F.R .) ;
  
• 
  Convertir les unités du travail et de la puissance ;
  
• 
  Révéler des exemples courants de leviers ;
  
• 
  Déterminer les conditions d’équilibre d’un levier ;
  
• 
  Distinguer les différents types des leviers, des poulies et les décrire :
  
• 
  Reconnaître dans la vie courante les machines qui utilisent les poulies ;
  
• 
  Déterminer la force active et statique agissant sur un corps suspendu ;
  
• 
  Déterminer l’accélération sur un plan incliné ;
  
• 
  Résoudre des exercices proposés sur les machines simples.
  

1. 
   Rappel sur les notions de surface et de volume
   
2. 
   Masse volumique
   
3. 
   Poids volumique
   
4. 
   Notion de pression
   
5. 
   Densité.
   

• 
  Définir les concepts : hydrostatique, fluide, masse volumique, densité, poids volumique, pression, surface et volume ;
  
• 
  Rappeler les unités de mesure de volume et de surface ;
  
• 
  Enoncer le principe fondamental de l’hydrostatique ;
  
• 
  Enumérer les caractéristiques des vases communicants (le paradoxe de Langevin) ;
  
• 
  Enoncer le principe de Pascal ;
  
• 
  Définir la poussée d’Archimède dans le liquide et énoncer le principe d’Archimède ;
  
• 
  Enoncer la loi de Mariotte ;
  
• 
  Différencier les liquides miscibles et non miscibles.
  

• 
  Calculer les surfaces et volumes des corps de forme régulière et irrégulière ;
  
• 
  Etablir les expressions mathématiques et les équations aux dimensions de la masse volumique, poids volumique, volume, surface, densité ;
  
• 
  Déterminer la masse volumique d’un solide régulier ;
  
• 
  Déterminer la pression en un point ou au sein d’un liquide ;
  
• 
  Expliquer l’existence de la pression atmosphérique ;
  
• 
  Illustrer la pression atmosphérique par quelques exemples concrets ;
  
• 
  Décrire l’expérience de Torricelli ;
  
• 
  Résoudre des exercices relatifs à l’hydrostatique.
  

1. 
   Conduction
   
2. 
   Convection
   
3. 
   Rayonnement.
   

1. 
   Savoirs
   

• 
  Définir les concepts : chaleur, conduction, convection, rayonnement ;
  
• 
  Différencier la température de la chaleur ;
  
• 
  Citer les trois modes de propagation de la chaleur ;
  
• 
  Rappeler les propriétés du rayonnement ;
  
• 
  Citer quelques exemples pour chaque mode de propagation de la chaleur ;
  
• 
  Enumérer les corps bons conducteurs et mauvais conducteurs de la chaleur ;
  

• 
  Identifier au cours d’une expérience les modes de propagation de la chaleur ;
  
• 
  Décrire et commenter les expériences réalisées sur la propagation de la chaleur ;
  
• 
  Expliquer le phénomène de la propagation de la chaleur ;
  
• 
  Illustrer les applications des modes de propagation de la chaleur dans la vie courante.
  

1. 
   Dilatation des solides
   
2. 
   Dilatation des liquides
   
3. 
   Dilatation des gaz
   

• 
  Définir le concept dilatation ;
  
• 
  Citer les différentes sortes des dilatations et en donner les caractéristiques ;
  
• 
  Définir le coefficient de la dilatation se rapportant à chacune de dilatation ;
  
• 
  Différencier la dilatation apparente de la dilatation absolue ;
  
• 
  Connaître le coefficient de la dilatation linéaire de certains solides ;
  
• 
  Citer quelques applications de la dilatation.
  

• 
  Traduire mathématiquement les lois de la dilatation ;
  
• 
  Etablir la relation mathématique entre le coefficient de la dilatation linéaire et le coefficient de la dilatation cubique ;
  
• 
  Réaliser les expériences de la dilatation ;
  
• 
  Illustrer graphiquement la variation du volume en fonction de la température ;
  
• 
  Etablir la relation de la variation de la masse volumique avec la température ;
  
• 
  Expliquer la dilatation irrégulière de l’eau ;
  
• 
  Résoudre les exercices relatifs à la dilatation.
  

1. 
   Notion de température
   
2. 
   Echelle centésimale de température
   
3. 
   Thermomètre à mercure
   
4. 
   Autres thermomètres usuels.
   

• 
  Définir les concepts : température, thermomètre, échelle thermométrique, point fixe ;
  
• 
  Citer les différentes sortes de thermomètres et des échelles thermométriques ;
  
• 
  Préciser et définir les unités de la température et leurs symboles respectifs ;
  
• 
  Rappeler les qualités d’un thermomètre à mercure ;
  
• 
  Reconnaître les points fixes fondamentaux ;
  
• 
  Connaître la température normale de l’homme sain.
  

• 
  Décrire le thermomètre à mercure ;
  
• 
  Effectuer la conversion des températures d’une échelle à une autre ;
  
• 
  Etablir la relation entre l’échelle Celsius, Fahrenheit et Réaumur ;
  
• 
  Prélever la température du corps humain à l’aide d’un thermomètre à mercure ou électronique ;
  
• 
  Expliquer le fonctionnement d’un thermomètre à mercure ;
  
• 
  Résoudre les exercices proposés sur la thermométrie.
  

1. 
   Généralités
   
2. 
   Loi de Gay-Lussac
   
3. 
   Loi de Charles
   
4. 
   Equation générale des gaz parfaits.
   

• 
  Définir un gaz parfait, le coefficient moyen de dilatation d’un gaz sous pression constante ;
  
• 
  Connaître les effets de l’élévation de température dans un gaz ;
  
• 
  Enoncer la loi de Gay-Lussac, la loi de  Boyle-Mariotte  et la loi de Charles ;
  
• 
  Connaître les trois grandeurs variables dans la dilatation des gaz.
  

• 
  Restituer les expressions mathématiques des lois de Gay-Lussac, Charles et Mariotte ;
  
• 
  Etablir l’équation générale des gaz parfaits ;
  
• 
  Représenter graphiquement les lois de la dilatation des gaz et les interpréter ;
  
• 
  Illustrer les applications de la dilatation des gaz dans la vie courante ;
  
• 
  Résoudre des exercices relatifs à la dilatation des gaz.
  

1. 
   Quantité de chaleur ;
   
2. 
   Chaleur massique ;
   
3. 
   Principe, description et utilisation du calorimètre, capacité calorifique ;
   
4. 
   Détermination expérimentale de la chaleur massique d’un liquide et d’un solide ;
   

• 
  Définir les concepts : calorimétrie, calorimètre, chaleur massique, chaleur spécifique et massique, capacité ;
  
• 
  Enoncer les principes de la calorimétrie ;
  
• 
  Rappeler les origines de la chaleur.
  

• 
  Etablir les expressions mathématiques de la quantité de la chaleur et de la capacité calorifique ;
  
• 
  Déterminer expérimentalement la chaleur massique d’un liquide et d’un solide ;
  
• 
  Utiliser un calorimètre ;
  
• 
  Résoudre les exercices relatifs à la calorimétrie.
  

1. 
   Fusion et solidification
   
2. 
   Vaporisation et liquéfaction
   
3. 
   Applications
   
4. 
   Sublimation et condensation
   
5. 
   Dissolution et cristallisation.
   

• 
  Définir les concepts suivants : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation, dissolution, cristallisation, ébullition, évaporation, point de fusion ;
  
• 
  Enoncer les lois liées au changement d’état physique des corps.
  

• 
  Décrire et commenter les expériences réalisées sur les changements d’état physique des corps ;
  
• 
  Tracer les courbes représentant la variation de pression maximale en fonction de la température ;
  
• 
  Déduire l’expression mathématique de la masse d’un certain volume de gaz recueilli sur la cuve d’eau ;
  
• 
  Interpréter la loi de Dalton sur la vitesse d’évaporation ;
  
• 
  Interpréter du point de vue cinétique les propriétés des gaz ;
  
• 
  Dresser le tableau synoptique résumant les différents changements d’état physique des corps ;
  
• 
  Résoudre des exercices relatifs au changement d’états physiques des corps.
  

1. 
   Rappel de notions de force et de travail
   
2. 
   Notion d’énergie : Généralités ;
   
3. 
   Energie mécanique d’un système :
   

• 
  Energie potentielle (E_p)
  
• 
  Energie cinétique (E_c)
  

4. 
   Principe de la conservation de l’énergie mécanique dans le cas d’un système isolé ;
   
5. 
   Transformation de la chaleur en travail, Application : la machine à vapeur.
   

• 
  Rappeler les définitions de la force et celle du travail, leurs expressions algébriques respectives, leurs unités S.I. et leurs équations aux dimensions ;
  
• 
  Définir les concepts : énergie potentielle, énergie cinétique, énergie mécanique, système, système isolé ;
  
• 
  Enumérer les différentes formes d’énergie ;
  
• 
  Enoncer le principe de la conservation de l’énergie mécanique dans le cas d’un système isolé ;
  
• 
  Connaître les expressions mathématiques de chacune des formes d’énergie ;
  
• 
  Tracer le schéma général de transformation de la chaleur en travail.
  

• 
  Etablir les relations mathématiques de l’E_p et l’E_c et leurs équations aux dimensions ;
  
• 
  Interpréter algébriquement le principe de la conversion de l’énergie ;
  
• 
  Décrire la machine à vapeur ;
  
• 
  Interpréter le fonctionnement de la machine à vapeur ;
  
• 
  Proposer quelques exemples de conservation de l’énergie mécanique.
  

• 
  sources lumineuses
  
• 
  rayon lumineux - faisceau lumineux
  

• 
  examen de quelques cas concrets
  
• 
  réflexion-réfraction-diffusion-absorption
  

• 
  miroirs plans
  
• 
  miroirs sphériques
  

• 
  Dioptres plans
  
• 
  Dioptres sphériques
  

• 
  généralités
  
• 
  défauts de visions et correction
  

• 
  appareil photographique
  
• 
  loupe
  
• 
  microscope
  
• 
  lunettes astronomiques
  

• 
  Définir les concepts : optique géométrique, lumière, rayon lumineux, faisceau lumineux, corps transparent, corps translucide, réflexion, réfraction, diffusion, absorption, miroirs plan et sphérique, dioptres (plan et sphérique), lentilles convergente et divergente, dioptrie, convergence, prisme ;
  
• 
  Citer les sources de lumière et les classifier ;
  
• 
  Enoncer les lois de la réflexion et de la réfraction ; Citer les instruments d’optique les plus usuels ;
  
• 
  Citer et définir les éléments caractéristiques d’un miroir sphérique et en donner les propriétés ;
  
• 
  Enumérer les propriétés du prisme ;
  
• 
  Citer et définir les différentes sortes des lentilles ;
  
• 
  Donner les caractéristiques des différentes sortes des lentilles ;
  
• 
  Définir les concepts : grossissement et puissance des instruments d’optique ;
  
• 
  Citer et définir les défauts de l’œil ;
  
• 
  Définir l’indice de réfraction d’un milieu.
  

• 
  Représenter géométriquement un rayon ou faisceau lumineux ;
  
• 
  Décrire un miroir plan, sphérique, une loupe, un microscope ou les lunettes astronomiques, un appareil photographique ;
  
• 
  Effectuer le montage d’une chambre noire à l’aide d’un carton ;
  
• 
  Observer l’image d’un objet à travers un miroir plan ou sphérique et en déduire les caractéristiques ;
  
• 
  Expliquer brièvement la marche d’un rayon lumineux à travers un miroir ou un dioptre ;
  

• 
  Construire graphiquement l’image d’un objet par un miroir ou par un dioptre ;
  
• 
  Interpréter les lois de la réflexion et de la réfraction ;
  
• 
  Ecrire les formules des miroirs, lentilles et prisme ;
  
• 
  Expliquer le fonctionnement d’un microscope ;
  
• 
  Déterminer algébriquement la grandeur de l’image ou de l’objet dans le cas des miroirs ou dioptres ;
  
• 
  Expliquer les principes des fonctionnements d’instruments d’optique ;
  
• 
  Manipuler les instruments d’optique ;
  
• 
  Décrire et commenter les expériences d’optique réalisées au laboratoire ;
  
• 
  Prélever les données ;
  
• 
  Interpréter les résultats ;
  
• 
  Elaborer un rapport d’expérience ;
  
• 
  Résoudre des exercices relatifs à l’optique géométrique.