Physique: Le programme

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Savoirs et savoir-faire

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  - Foyer, distance focale, formation,

    nature et position des images.

  - Constructions géométriques des

     images.

* Savoir définir les différents types de

  lentilles, les foyers d’une lentille et

  mesurer expérimentalement leur distance

  focale.

* Savoir construire géométriquement

  l’ image d’un objet réel  à l’aide des trois

  rayons particuliers.

* Savoir utiliser la formule, avec ses

  conventions , donnant la position, la

  nature et la grandeur de l’image, quelque

  soit le type de la lentille.  

L’image du soleil (source de rayons parallèles) pourra permettre de déterminer le foyer image et la distance focale d’une lentille convergente.

On fera l’étude des caractéristiques de l’image réelle d’un objet réel.

On fera remarquer l’existence des trois rayons incidents privilégiés : l’un parallèle à l’axe optique principal, l’autre passant par le foyer objet et le troisième passant par le centre optique, pour la construction optique des images.

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Savoirs et savoir-faire

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  - Résistance d'un conducteur

    ohmique (résistor).

  - Code couleur des résistors.

  - Photo-résistance, thermistance.

  - Mesure de la résistance, unités.

  - Association de résistances.

  - Potentiomètre et rhéostat.

* Connaître le code couleur et sa

  précision et la mesure des résistances à

  l'aide d'ohmmètres.

 * Savoir réaliser montages et mesures,

  permettant le tracé de la caractéristique

  U = f (I) : loi d'Ohm - Unité de résistance.

* Savoir mesurer les résistances à l'aide

  de la loi d'Ohm. 

* Connaître l'allure des caractéristiques

  d'une lampe, d’une photorésistance

  (LDR) d’une thermistance (CTN).

* Connaître les lois d'association de

  résistances en série et en parallèle et

  leurs  applications.

* Montages potentiométriques et

  rhéostatiques : utilisations.

 Il peut être intéressant de récupérer sur des appareils hors d'usage des composants, et par exemple de calculer une résistance à partir du code couleur que l'on donnera, et si le matériel disponible le permet de la mesurer expérimentalement.

Il n'est pas nécessaire de faire une étude des caractéristiques de LDR , CTN ,... mais de montrer le sens de variation de leur résistance en fonction des variations du milieu.

On insistera sur les montages et les  utilisations différentes d'une résistance variable en potentiomètre et en rhéostat.

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.

  - Puissance consommée en courant 

    continu, unité.

  - Puissance consommée en courant

    alternatif.

  - Énergie électrique, unité.

  - Production et distribution de

    l'énergie électrique .

* Connaître la définition , l'unité et les

  applications pratiques de la puissance

  consommée par un appareil alimenté en

  courant continu.

* Connaître la définition de l'énergie

   électrique et les unités.

* Appliquer et calculer sur des exemples

  de la vie courante : batterie, ampoules.

* Connaître l'expression de l'énergie

  consommée par un appareil à courant

  continu puis à courant alternatif.

* Connaître la production et la distribution

  de l'énergie électrique dans la vie

  courante : exemples dans le pays et

  dans le monde.

* Savoir lire et interpréter une facture

  d'électricité.

Le moteur électrique à courant continu est un récepteur qui fonctionne en courant continu et on s'intéressera à la puissance et à l'énergie électrique consommées.

Il en sera de même pour les études menées en courant alternatif :cette étude portera uniquement sur des appareils n'utilisant que l'effet thermique  : bouilloire.

On insistera sur les différents modes de production d'énergie électrique dont le solaire en insistant sur les dangers de pollution industrielle.

On donnera quelques informations  sur le transport de l'énergie électrique et la limitation des pertes en ligne.

On  étudiera une facture d'électricité et on cherchera une stratégie pour réaliser des économies d'énergie, après avoir calculé les coûts d'utilisation d'appareils courants : ampoules, etc…

Applications aux appareils thermiques :thermoplongeur,

fer à repasser , fer à souder.

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- Les relais.

- Le transistor en interrupteur

  commandé.

- Le transistor en amplificateur de

  courant.

* Connaître la description, le symbole et

  les utilisations d'un relais.

* Connaître les applications d'un relais :

   allumage alterné de 2 lampes ,

   thermocommande, photocommande .

* Connaître l'effet transistor, le symbole,

  l'utilisation en interrupteur commandé à

  distance , l'utilisation en amplificateur

  de courant .

* Connaître quelques circuits simples

  utilisant des transistors : allumeur de

  lampadaires et détecteur d'incendie

On se limitera à des petits montages (détecteur de niveau d'eau...), mettant en évidence les propriétés des composants électroniques usuels.

On récupérera  sur du matériel usagé des composants que l'on utilisera sur des petits circuits simples alimentés avec des piles ordinaires .

On montera le détecteur de niveau d'eau qui met en évidence l'effet amplificateur de courant du transistor.

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  - Poulie et associations de poulies :

    les palans.

  - Poulie à deux gorges et treuil.

  - Travail et puissance.

  - Énergie mécanique, rendement.

  - Transfert d'énergie.

* Connaître la fabrication , les propriétés et

  les utilisations des poulies, des palans.

* Savoir utiliser une poulie à deux gorges.

* Savoir définir le travail d'une force et ses

  unités et faire la différence entre travail

  moteur et travail résistant.

* Savoir définir la puissance mécanique

  dans le cas d'un travail en translation et

  le cas d'un travail en rotation et calculer

  sur des exemples simples : l'énergie

  cinétique , l'énergie potentielle de

   pesanteur et l'énergie mécanique.

* Connaître des exemples de

  transformations réciproques d'énergies

   électriques mécaniques.

* Savoir calculer un rendement.

Il faut s'efforcer de faire repérer par les élèves les machines simples de leur environnement local : treuil traditionnel sur les puits, associations de poulies : palan chez les mécaniciens ...

Ensuite il faut s'efforcer de faire découvrir expérimentalement les avantages d'utilisation de ces machines simples, ce qui sera confirmé par des calculs de travail .

En ce qui concerne les transferts d'énergie, ce chapitre introduit l'une des lois fondamentales de la physique : la loi de conservation de l'énergie. Pour toutes les transformations à étudier il serait intéressant de ressortir cette loi et de parler des pertes éventuelles d'énergie par frottement et dégagement de chaleur.

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- Le caractère relatif du mouvement.

- La trajectoire d'un point mobile.

- Exemples de mouvements

  rectilignes uniformes et circulaires

  uniformes.

- Référentiel, repère, distance,

  durée, vitesse instantanée et

  moyenne.

* Savoir  que, suivant le référentiel choisi,

  un même solide peut être en mouvement

  ou non.

* Savoir choisir dans un référentiel, un

  repère d'espace et un repère de temps.

* Savoir définir la trajectoire d'un point

  mobile, reconnaître un mouvement

  circulaire ou rectiligne.

* Savoir définir dans un repère, les

  vecteurs vitesse instantanée et vitesse

  moyenne et leurs caractéristiques dans

  les deux cas simples précédents.

* Savoir calculer une vitesse moyenne.

On  choisira  l'exemple suivant pour définir la relativité du mouvement : un bus dans lequel se trouvent un voyageur assis et un voyageur marchant dans l'allée, croise un voyageur assis au bord d'une route.

On montrera la relativité du mouvement en prenant comme référentiels la route, le bus, le voyageur marchant dans le bus.

On repèrera des exemples simples de mouvements rectilignes et circulaires uniformes : mouvement apparent du soleil, mouvement des aiguilles d'une montre...On fera apparaître leurs caractéristiques.

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- Caractérisation d'un mouvement de

  translation , d'un mouvement de

  rotation

- Guidage d'un mouvement.

- Transmission de mouvements :

   engrenage , pignon/crémaillère ,

   vis/écrou.

- Étude d'objets simples.

* Repérer sur des objets qui se déplacent

  les caractéristiques des mouvements de :

        - translation rectiligne.

        - translation circulaire.

        - rotation autour d'un axe fixe.

* Savoir choisir un repère et décrire le

  mouvement dans ce repère.

* Savoir reconnaître le guidage d'un

  mouvement :

         - liaison glissière.

         - liaison pivot.

         - liaison pivot glissant.

* Savoir reconnaître les transmissions de

  mouvement :

         - les engrenages.

         - le système pignon-crémaillère.

         - le système vis-écrou.

On s'efforcera d'analyser des situations réelles : par exemple étude de tous les mouvements sur une bicyclette munie d'une génératrice et roulant sur une route rectiligne :

         - pied sur le pédalier.

         - moyeu.

         - point fixe d'un pneu.

En choisissant les repères adéquats, on  pourra réutiliser ces exemples pour l'étude des transmissions de mouvements.

Les trois types de liaisons au programme seront déduites de l'étude d'objets courants : meule , porte-mine, pied à coulisse , bâton de colle , vis et  écrou.