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FICHE D’AIDE EN SCIENCES PHYSIQUES n° 1 REVOIR LE COURS ET LES T P ET ETUDIER S

FICHE D’AIDE EN SCIENCES PHYSIQUES n° 1 REVOIR LE COURS ET LES T P ET ETUDIER SA LECON • En Sciences on s’appuie toujours sur l’expérience . Tout ce que l’on énonce concernant les comportements des phénomènes physiques ou chimiques (les lois ou les principes) est vérifié par l’expérience . Il est donc fondamental de bien chercher à retenir et comprendre ce que l’on cherchait en réalisant une expérience ou une séance de travaux pratiques . Le professeur interrogera donc dans cet esprit . Les séances de travaux pratiques n’apparaissent pas immédiatement à l’élève comme faisant partie intégrante de la leçon . Il a tord et devra très vite se rendre compte que la séance de TP lui permet de découvrir un comportement physico chimique ou encore de le vérifier lorsque ce dernier a été signalé en cours . • Les phénomènes physiques sont parfois complexes . Toutefois en classe de quatrième, troisième, et seconde on ne découvre que des comportements relativement simples . Pour étudier ces phénomènes le physicien qui doit « mesurer » définit des GRANDEURS physiques puis leurs attribue une UNITE et invente des INSTRUMENTS de mesure de ces grandeurs quand cela est possible . Il va falloir apprendre à éviter les confusions entre certaines grandeurs , unités et instruments . exemple : voici les principales grandeurs physiques étudiées en seconde GRANDEUR NOTATION UNITE SYMBOLE INSTRUMENT TENSION UAB VOLT V VOLTMETRE INTENSITE I AMPERE A AMPEREMETRE RESISTANCE R OHM Ω OHMMETRE PERIODE T SECONDE s OSCILLOSCOPE FREQUENCE N HERTZ Hz FREQUENCEMETRE INTENSITE de FORCE F NEWTON N DYNAMOMETRE VITESSE v mètre par seconde m/s LONGUEUR D’ONDE λ mètre m Niveau sonore IdB décibel dB décibelmètre Il faudra s’efforcer de réaliser au fur et à mesure des chapitres un tableau comme celui la pour essayer de mieux les retenir . D’autre part il faudra ne pas oublier d’apprendre les définitions précises de chacune des nouvelles grandeurs physiques . (Pour mieux éviter les confusions) Elles pourront être recopiées sur la feuille « tableau résumé » Une leçon ne peut être apprise par cœur .Même si certains éléments de la leçon doivent êtres retenus par cœur , il faudra en général toujours chercher à bien comprendre quel était l’objectif de cette leçon . (Relire les conclusions du chapitre dans le livre par exemple .Essayer de répondre aux questions des rubriques « faire le point », « vrai faux » et » QCM » de la feuille d’exercice .) • La représentation symbolique va prendre une place de plus en plus importante en seconde Il faudra apprendre à représenter correctement les symboles étudiés . • Si un phénomène physique faisant intervenir plusieurs GRANDEURS se traduit par une relation simple entre ces grandeurs ,cette relation (simple ou pas) est appelée une LOI PHYSIQUE . Voici quelques unes des lois physiques que nous découvrirons . UAB = R * I ou loi d’Ohm pour une résistance UAM = UAB + UBC + UCD+ UDM ou loi d’additivité des tensions pour une portion de circuit en série. UAB=UA’B’ ou loi d’unicité de la tension pour des branches dérivées I= I1+I2+I3 ou loi d’additivité des intensités ou loi des nœ uds Chaque loi devra être associée à un schéma concernant la situation générale pour laquelle elle s’applique. Les unités utilisées seront toujours mémorisées en même temps : exemple pour la loi d’Ohm , on retient les trois unités Volt , Ohm , et Ampère avec UAB = R * I Il faudra bien sur savoir « manipuler » les grandeurs intervenant dans une loi pour en rechercher une si les autres sont connues ex R = UAB / I (voir les conseils sur le calcul littéral sur la fiche n° 7 ) • ON SUIVRA LES CONSEILS INSCRITS SUR LE DEBUT DE LA FICHE « PHYSIQUE CHIMIE au Lycée en seconde » • IL FAUT SAVOIR QUE L’ON NE PEUT SERIEUSEMENT CHERCHER LES EXERCICES QUE SI L’ON A ETUDIE ET COMPRIS LA LECON . • LA RECHERCHE D’EXERCICES PERMET DE VOIR SI ON MAITRISE LA COMPREHENSION DE LA LECON L’UTILISATION DE LA DEMARCHE LITTERALE ET DU CALCUL • NE JAMAIS OUBLIER QUE C’EST PAR UN EFFORT REGULIER QUE L’ON PROGRESSE • NE PAS SE DECOURAGER ET NE PAS HESITER A DEMANDER CONSEIL AU(X) PROFESSEUR(S) • VOIR LES CONSEILS QUI SONT DONNES DANS LE LIVRE . FICHE D’AIDE EN SCIENCES PHYSIQUES n° 2 REUSSIR UN EXERCICE EN SCIENCES PHYSIQUES • Lire attentivement l’énoncé et revoir la signification de certains termes si nécessaire. • Reproduire le schéma qui accompagne l’énoncé ou ne pas hésiter à en réaliser un . • Situer l’exercice dans la leçon . • Se donner tous les moyens de travailler sur la situation en ajoutant si nécessaire les notations qui pourraient manquer (tout en respectant les conventions de la leçon) • Pour chaque question : - bien voir ce qui est demandé - rechercher les indications utiles (les « données ») - Situer et indiquer la partie de la leçon correspondant à la situation de la question et sur laquelle vous vous appuyer pour trouver la réponse (C’est ce que l’on appelle « la justification de la réponse » : une réponse non justifiée n’a aucune valeur pour le professeur ) - En adaptant les notations à l’exercice noter sous forme littérale la solution . Préciser les unités . - Procéder à certains calculs annexes si nécessaire (conversion d’unités) en justifiant vos calculs. - Procéder au calcul numérique en dernier .(calculatrice) - Ne pas garder dans le résultat plus de chiffres significatifs que celle des données qui en possède le moins .(Voir fiche spéciale n° 3 ) - Analyser le caractère plausible du résultat si possible . - Souligner ou encadrer le résultat . EXEMPLE : V R P A B UPA UAB I UPN A N C Schéma proposé Schéma complété 1,5 pts 1,5 pts ENONCE : Le circuit ci dessus est alimenté par un générateur de tension de 12 , 0V La tension aux bornes de la diode est de 0,65 V et 0,00V pour l’ampèremètre . On désire que l’intensité du courant ne dépasse pas 30 mA 1 ° Quelle valeur faut il donner à la résistance de protection ? 2° Quelle sera la puissance maximale a choisir pour cette résistance ? 0.25 W 0,5W , 1 W ou 2 W ? Solution rédigée: avec barème 1 1° Le montage étudié comprend une résistance ,une diode un ampèremètre montés en série . 0,5 0,5 La diode cst connectée à un voltmètre monté en dérivation qui mesure la tension à ses bornes. Soient UPN ,UPA UAB ,les tensions aux bornes des 3 premiers appareils (générateur compris ; voir schéma) et I l’intensité commune traversant ces appareils . La loi d’additivité des tensions me permet d’écrire UPN = UPA + UAB + UBC + UCN 0,5 + 0,5 0,5 + 0,5 D’ou je tire UPA = UPN- (UAB + UBC + UCN) 0,5 0,5 Or on sait que les tensions sont nulles aux bornes des fils conducteurs parcourus par le courant donc UCN = 0,00V ce qui amène UPA = 12,0 –( 0,65+0,00+0,00) = 11,35 11,35 V 0,5 0,5 L’utilisation de la loi d’Ohm pour la résistance donne UPA= R*I d’ou je tire R = UPA / I 0,5 +0,5 0,5 +0,5 I devant être exprimée en ampère nous aurons : I = 30mA = 30 * 10-3 A = 3 *10 3 *10- -2 2 A A 0,5 0,5 ce qui permet enfin de calculer R : R = 11,35 / 3*10-2 = 11,35*10 2 / 3 = 1135 / 3 = 3,8*10 3,8*102 2 Ω Ω 2 2° La puissance consommée dans la résistance est donnée par la relation P = R *I 2 elle vaut : 0,5 0,5 P =3,8*102*(3*10-2)2 =3,8*102*9*10 - 4 = 0,34 W une résistance de puissance maximum 0,500W conviendra très bien pour cet usage .(Une puissance supérieure conviendrait également ) 0,5 + 0,5 0,5 + 0,5 FICHE D’AIDE EN SCIENCES PHYSIQUES n° 3 • NOMBRE DE CHIFFRES SIGNIFICATIFS DANS UN RESULTAT Les résultats obtenus en sciences physiques proviennent en général de mesures réalisées à l’aide d’appareils .Ces appareils ne sont pas parfaits et compte tenu de ces imperfections un résultat doit être plus correctement donné par un « encadrement » qui tient compte de l’incertitude de la mesure .(Celle ci étant fonction de la qualité de l’appareil et pour des appareils à aiguille , de l’habilité du manipulateur à la lecture ) Pour la mesure de l’intensité I on notera ∆I l’incertitude (absolue) de mesure sur I On peut affirmer que la valeur exacte de I est comprise entre I-∆I et I+∆I I - ∆I < I < I + ∆I Dans la pratique l’incertitude influe en général sur le dernier chiffre d’un résultat . exemples : si on écrit 8,32 A cela signifie que l’incertitude est de 0,01 A Ici nous avons 3 chiffres significatifs le 8, le 3 et le 2. Pour 12,0V ,le résultat est exprimé à 0,1 V prés mais on uploads/Science et Technologie/ fiches 3 .pdf