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 ») :
- Énergie
- Énergie : température
- Énergie : puissance et rendement
- Énergie : forme de l’énergie
- Énergie : énergie mécanique
- Énergie : changements d’états
- Énergie : calorimétrie
- 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 :
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: