11H – Certificat de Physique (MEP)

Posté le 15.06.2017 |


Compétences et objectifs :

Compétences :

  • Pratiquer une démarche de type scientifique.
  • Mesurer au laboratoire.
  • Calculer à partir de conditions définies.
  • Communiquer par écrit.
  • Maîtriser des notions théoriques.

Objectifs spécifiques :

CALCUL D’INCERTITUDES

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Théorie (extraite du manuel Euréka « Coup de Pouce ») :

  • Savoir reconnaître et prendre et en considération les différentes sources d’erreurs lors d’une expérience :
    • erreurs systématiques : erreurs de méthode, erreurs instrumentales, erreurs de manipulations…
    • erreurs aléatoires : temps de réaction, modification des conditions expérimentales…
    • erreurs grossières
  • Savoir estimer l’incertitude absolue d’une mesure
  • Savoir calculer l’incertitude relative d’une mesure
  • Savoir calculer l’incertitude absolue d’un résultat en utilisant la valeur centrale entre les valeurs minimale et maximale
  • Être capable de comparer un résultat expérimental et une valeur théorique ou de référence
  • Savoir interpréter un résultat obtenu avec une calculatrice en tenant compte de la cohérence entre les mesures prises et les chiffres significatifs du résultat
  • Savoir prendre des mesures et les mettre en correspondance dans un tableau de valeurs et dans un système d’axes avec rectangles d’incertitude

OPTIQUE

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Théorie (extraite du manuel Euréka « Coup de Pouce ») :

Ombre et lumière

  • connaître les trois rayons particuliers pour chaque type de lentilles
  • savoir retrouver géométriquement (par dessin)
    • la position et la taille de l’image (réelle ou virtuelle) produite par une lentille (connaissant la position et la taille de l’objet, ainsi que la distance focale)
    • la position et la taille d’un objet (connaissant la position et la taille de l’image produite par une lentille, ainsi que la distance focale)
    • la position d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • la distance focale d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • prolonger un rayon lumineux après son passage dans une lentille
  • savoir utiliser les lois des lentilles pour
    • calculer la distance focale d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • calculer la position et la taille de l’image produite par une lentille (connaissant la position et la taille de l’objet, ainsi que la distance focale)
    • calculer la position et la taille d’un objet (connaissant la position et la taille de l’image produite par une lentille, ainsi que la distance focale)

Réflexion

  • Connaître le vocabulaire (rayons incident et réfléchi / angles d’incidence et de réflexion / la normale au miroir)
  • Savoir
    • tracer les rayons incident et réfléchi par un miroir plan
    • tracer un miroir plan connaissant les rayons incidents et réfléchis
    • mesurer les angles d’incidence et de réflexion
    • tracer les rayons issus d’un objet qui, après réflexion sur un miroir plan, pénètrent dans l’œil d’un observateur
    • déterminer le champ de vision d’un observateur dans un miroir plan
    • dessiner un miroir dans lequel une personne voit un objet ou une partie de son corps
    • déterminer la position des images produites par un ou plusieurs miroirs plan
    • déterminer le trajet d’un rayon lumineux rencontrant un miroir plan ou sphérique

Réfraction

  • Connaître le vocabulaire relatif à la réfraction (rayon incident, rayon réfléchi, rayon réfracté, surface de séparation, angle limite, réflexion totale, etc.)
  • Savoir
    • expliquer les  illusions d’optique dues à une réfraction
    • dessiner le rayon réfracté et/ou le rayon incident en utilisant la loi approchée de Képler (angles inférieurs à 30°)
    • déterminer l’indice de réfraction en utilisant la loi approchée de Képler
    • calculer la vitesse de la lumière dans un milieu d’indice donné
    • déterminer du trajet d’un rayon lumineux réfracté par la construction graphique de Maxwell
    • déterminer la valeur de l’indice de réfraction d’un milieu par la construction graphique de Maxwell
    • déterminer l’angle limite pour une matière transparente.

Lentilles et systèmes de lentilles

  • connaître les trois rayons particuliers pour chaque type de lentilles
  • savoir retrouver géométriquement (par dessin)
    • la position et la taille de l’image (réelle ou virtuelle) produite par une lentille (connaissant la position et la taille de l’objet, ainsi que la distance focale)
    • la position et la taille d’un objet (connaissant la position et la taille de l’image produite par une lentille, ainsi que la distance focale)
    • la position d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • la distance focale d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • prolonger un rayon lumineux après son passage dans une lentille
  • savoir utiliser les lois des lentilles pour
    • calculer la distance focale d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • calculer la position et la taille de l’image produite par une lentille (connaissant la position et la taille de l’objet, ainsi que la distance focale)
    • calculer la position et la taille d’un objet (connaissant la position et la taille de l’image produite par une lentille, ainsi que la distance focale)
  • savoir utiliser les lois des lentilles pour
    • calculer la distance focale d’une lentille (connaissant les positions de l’objet et de l’image produite par la lentille)
    • calculer la position et la taille de l’image produite par une lentille (connaissant la position et la taille de l’objet, ainsi que la distance focale)
    • calculer la position et la taille d’un objet (connaissant la position et la taille de l’image produite par une lentille, ainsi que la distance focale)
  • savoir
    • prolonger un rayon lumineux après son passage dans plusieurs lentilles
    • construire, dans un système de lentilles, l’image (réelle ou virtuelle) d’un objet réel ou virtuel
    • utiliser les lois des lentilles dans un système de lentilles
  • savoir calculer la distance focale d’un système de deux lentilles accolées L1 et L2
  • savoir expliquer, du point de vue de la physique, le fonctionnement de l’œil, ainsi que les différents moyens de corriger les défauts de celui-ci.

MASSE ET VOLUME

  • Savoir distinguer la masse du volume.
  • Savoir calculer une masse et/ou un volume en utilisant la masse volumique.
  • Connaître les unités de la masse et savoir les convertir.
  • Connaître les unités de volume et de capacité et savoir les convertir.

ÉNERGIE

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Théorie (extraite du manuel Euréka « Coup de Pouce ») :

  • Connaître les critères qui permettent d’identifier : une énergie thermique / une énergie chimique / une énergie électrique / une énergie mécanique / une énergie rayonnante.
  • Identifier les formes des énergies mises en jeu dans une chaîne de transformations d’énergies.
  • Pour un transformateur d’énergie donné ou observé :
    • identifier les formes des énergies consommées, utiles et perdues
    • tracer son schéma énergétique.
  • Connaître la définition du rendement énergétique.
  • Connaître les unités usuelles de l’énergie et leurs conversions.
  • Savoir calculer un rendement énergétique.
  • Savoir mesurer l’énergie électrique au moyen d’un compteur EMU.
  • Savoir calculer une puissance électrique.
  • Connaître les unités de la puissance et leurs conversions.
  • Savoir déterminer expérimentalement la puissance d’un appareil électrique.
  • Savoir calculer l’énergie thermique liée à une variation de la température.
  • Connaître la définition de la chaleur massique.
  • Savoir déterminer expérimentalement et/ou par calcul :
    • une puissance thermique / le rendement d’un appareil électrique qui produit de l’eau chaude / la chaleur massique d’une matière.
  • Savoir établir un bilan pour des échanges d’énergie qui se font dans un calorimètre.
  • Savoir utiliser le bilan pour calculer:
    • une température / une masse / une chaleur massique / une capacité calorifique
  • Savoir calculer l’énergie thermique liée à un changement d’état.
  • Connaître la définition du pouvoir énergétique d’un combustible.
  • Savoir calculer l’énergie libérée par une masse de combustible qui a brûlé.
  • Savoir déterminer expérimentalement et/ou par calcul :
    • le rendement d’un réchaud à combustible / le pouvoir énergétique d’un combustible.
  • Savoir résoudre des problèmes faisant intervenir l’énergie thermique / chimique / électrique / la puissance / le rendement.

FORCES

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Théorie (extraite du manuel Euréka « Coup de Pouce ») :

  • Connaître les caractéristiques de la force de pesanteur.
  • Connaître l’unité de l’intensité d’une force.
  • Connaître les caractéristiques d’une force.
  • Savoir déterminer la résultante de deux forces.
  • Savoir décomposer une force selon deux directions données.
  • Savoir résoudre des problèmes faisant intervenir un équilibre à trois forces.
  • Savoir résoudre des problèmes faisant intervenir un objet situé sur un plan incliné.
  • Savoir identifier les forces qui équilibrent un levier.
  • Savoir résoudre un problème faisant intervenir un levier équilibré par deux forces.
  • Savoir calculer un travail.
  • Savoir distinguer un travail moteur d’un travail résistant.
  • Savoir déterminer expérimentalement et/ou par calcul les travaux mis en jeu par:
    • un palan / un plan incliné / par un système d’engrenages / par des poulies entraînées par une courroie / par un treuil.
  • Savoir calculer une puissance mécanique.
  • Savoir déterminer expérimentalement et/ou par calcul le rendement énergétique d’une machine simple.
  • Savoir résoudre des problèmes faisant intervenir des machines simples.
  • Savoir déterminer expérimentalement et/ou par calcul les forces s’exerçant sur un objet immergé ou flottant, à savoir :
    • la force de pesanteur / la force de pesanteur apparente / la force d’Archimède.
  • Savoir résoudre des problèmes faisant intervenir des objets immergés ou flottants.

Tables numériques :

tables numériques

Exercices de révision :

Optique (lentilles) : série 1

Énergie : série 1, série 2, série 3

Mécanique : série 1, série 2, série 3, série 4, série 5

Exemples de certificats: