Connaître et exploiter les propriétés générales des ondes.
Définir une onde progressive à une dimension et savoir que la perturbation en un point du milieu, à l'instant t, est celle qu'avait la source au temps t0 = t - tau, tau étant le retard (dans un milieu non dispersif).
Exploiter un document expérimental (chronophotographies, vidéo) donnant l'aspect de la perturbation à des dates données en fonction de l'abscisse: interprétation, mesure d'une distance, calcul d'un retard et/ou d'une célérité.
Exploiter un document expérimental (oscillogrammes, acquisition de données avec un ordinateur...) obtenu à partir de capteurs délivrant un signal lié à la perturbation et donnant l'évolution temporelle de la perturbation en un point donné: interprétation, mesure d'un retard, calcul d'une célérité, calcul d'une distance.
Reconnaître une onde progressive périodique et sa période.
Définir pour une onde progressive sinusoïdale, la période, la fréquence, la longueur d'onde.
Connaître et utiliser la relation lambda = vT, connaître la signification et l'unité de chaque terme, savoir justifier cette relation par une équation aux dimensions.
Savoir, pour une longueur d'onde donnée, que le phénomène de diffraction est d'autant plus marqué que la dimension d'une ouverture ou d'un obstacle est plus petite. (Animation Flash Université Salford)
Définir un milieu dispersif.
Exploiter un document expérimental (série de photos, oscillogramme, acquisition de données avec un ordinateur...): détermination de la période, de la fréquence, de la longueur d'onde.
Reconnaître sur un document un phénomène de diffraction.
Utiliser les relations entre tau, lambda et t1/2 .
Déterminer l'unité de lambda ou tau par analyse dimensionnelle.
Expliquer le principe de la datation, le choix du radioélément et dater un évenement.
A partir d'une série de mesures, utiliser un tableur ou une calculatrice pour calculer la moyenne, la variance et l'écart-type du nombre de désintégrations enregistrées pendant un intervalle de temps donné. (Utilisation de la calculatrice TI voir diaporama)
Définir et calculer l'énergie de liaison par nucléon.
Savoir convertir des J en eV et réciproquement.
Connaître la relation d'équivalence masse-énergie et calculer une énergie de masse.
Commenter la courbe d'Aston pour dégager l'intérêt énergétique des fissions et des fusions.
Définir la fission et la fusion et écrire les équations des réactions nucléaires en appliquant les lois de conservation. Animations Flash Fission (CEA) Fusion
A partir de l'équation d'une réaction nucléaire, reconnaître le type de réaction.
Faire le bilan énergétique d'une réaction nucléaire en comparant les énergies de masse.
Physique commun : C. Évolution temporelle des systèmes électriques
Connaître les relations charge-intensité et charge-tension pour un condensateur en convention récepteur; connaître la signification de chacun des termes et leur unité. Savoir exploiter la relation q = C.u
Effectuer la résolution analytique pour la tension aux bornes du condensateur ou la charge de celui-ci lorsque le dipôle est soumis à un échelon de tension.
En déduire l'expression de l'intensité dans le circuit.
Connaître l'expression de la constante de temps et savoir vérifier son unité par analyse dimensionnelle.
Connaître l'expression de l'énergie emmagasinée dans un condensateur.
Savoir que la tension aux bornes d'un condensateur n'est jamais discontinue.
Savoir-faire expérimentaux - réaliser un montage électrique à partir d'un schéma. - Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du condensateur et de la résistance supplémentaire éventuelle. - Montrer l'influence de R, L et C sur le phénomène observé. - Mesurer une pseudo-période et une période. Utiliser un oscilloscope: - le régler: mode de balayage, finesse du trait, réglage du "zéro", choix de la sensibilité verticale et choix d'une base de temps, sélection des voies; - repérer les tensions observables simultanément dans un circuit; - visualiser l'image d'une intensité; - visualiser simultanément deux tensions.
Physique commun : D. Evolution temporelle des systèmes mécaniques
Faire l'inventaire des forces extérieures appliquées à ce système.
Définir le vecteur accélération et exploiter cette définition, connaître son unité.
Enoncer les trois lois de Newton.
Savoir exploiter un document expérimental (série de photos, film, acquisition de données avec un ordinateur...): reconnaître si le mouvement du centre d'inertie est rectiligne uniforme ou non, déterminer des vecteurs vitesse et accélération (par D.Labatut), mettre en relation accélération et somme des forces, tracer et exploiter des courbes v = f(t).
Savoir enregistrer expérimentalement le mouvement de chute d'un solide dans l'air et/ou dans un autre fluide en vue de l'exploitation du document obtenu. (utilisation du logiciel AviMéca)
2- Etude de cas : chute verticale d'un solide (Résumé) & mouvements plans
2.1. Chute verticale d'un solide :
Définir un champ de pesanteur uniforme.
Connaître les caractéristiques de la poussée d'Archimède. animation Flash
Connaître le principe de la méthode d'Euler pour la résolution approchée d'une équation différentielle.
Chute verticale libre
Définir une chute libre, établir son équation différentielle et la résoudre.
Définir un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
Savoir exploiter des reproductions d'écrans d'ordinateur (lors de l'utilisation d'un tableur grapheur) correspondant à des enregistrements expérimentaux.
Savoir exploiter des courbes v =f(t) pour :
- reconnaître le régime initial et/ou le régime asymptotique
- évaluer le temps caractéristique correspondant au passage d'un régime à l'autre
- déterminer la vitesse limite Applet Java
Dans le cas de la résolution par méthode itérative de l'équation différentielle, discuter de la pertinence des courbes obtenues par rapport aux résultats expérimentaux (choix du pas de résolution, modèle proposé pour la force de frottement)
Savoir-faire expérimentaux : utiliser un tableur ou une calculatrice pour résoudre une équation différentielle par la méthode d'Euler.
Appliquer la deuxième loi de Newton à un projectile dans un champ de pesanteur uniforme.
Montrer que le mouvement est plan.
Etablir l'équation de la trajectoire à partir des équations horaires paramétriques.
Savoir exploiter un document expérimental reproduisant la trajectoire d'un projectile: tracer des vecteurs vitesse et accélération, trouver les conditions initiales. Animation Flash
Savoir-faire expérimentaux :
- Savoir enregistrer expérimentalement la trajectoire d'un projectile et exploiter le document obtenu.
Définir un mouvement circulaire uniforme et donner les caractéristiques de son vecteur accélération. Applet Cabri Java
Connaître les conditions nécessaires pour observer un mouvement circulaire uniforme: vitesse initiale non nulle et force radiale.
Enoncer la loi de gravitation universelle sous sa forme vectorielle pour des corps dont la répartition des masses est à symétrie sphérique et la distance grande devant leur taille.
Appliquer la deuxième loi de Newton à un satellite ou à une planète.
Démontrer que le mouvement circulaire et uniforme est une solution des équations obtenues en appliquant la deuxième loi de Newton aux satellites ou aux planètes.
Définir la période de révolution et la distinguer de la période de rotation propre.
Exploiter les relations liant la vitesse, la période de révolution et le rayon de la trajectoire.
Connaître et justifier les caractéristiques imposées au mouvement d'un satellite pour qu'il soit géostationnaire.
Retrouver la troisième loi de Kepler pour un satellite ou une planète en mouvement circulaire uniforme.
Exploiter des informations concernant le mouvement des satellites ou des planètes.
3- Systèmes oscillants
Présentation de divers systèmes oscillants mécaniques Résumé
Définir l'écart à l'équilibre, l'abscisse angulaire, l'amplitude, la pseudo-période, la période propre et les mesurer sur un enregistrement.
Enoncer la loi d'isochronisme des petites oscillations. (Animation Flash : isochronisme)
Savoir comment un système peut atteindre un régime apériodique.
Savoir que dans le cas d'un amortissement faible, la pseudo-période est voisine de la période propre.
Pour un pendule simple, justifier la forme de l'expression de la période propre par analyse dimensionnelle.
A partir d'une série de résultats expérimentaux, vérifier la validité de l'expression de la période propre d'un pendule simple.
Décrire un protocole expérimental permettant:
- d'enregistrer le mouvement d'un système oscillant plus ou moins amorti
- de vérifier la loi d'isochronisme des petites oscillations
- de vérifier l'expression de la période propre dans le cas d'un pendule simple.
Appliquer la deuxième loi de Newton au solide et effectuer la résolution analytique dans le cas d'un dispositif oscillant horizontalement.
Connaître la signification de tous les termes intervenant dans la solution de l'équation différentielle et leur unité.Animation Flash Oscillateur horizontal (Site perso de F.Passebon)
Connaître er savoir exploiter l'expression de la période propre, vérifier son homogénéité par analyse dimensionnelle.
Savoir-faire expérimentaux :
- Enregistrer un mouvement oscillant amorti.
- Savoir mesurer une amplitude, une pseudo-période.
- Savoir faire varier l'amortissement.
- Savoir montrer l'influence des paramètres masse et rigidité sur la période propre.
Le phénomène de résonance :
Savoir que la résonance mécanique se produit lorsque la période de l'excitateur est voisine de la période propre du résonateur.
Savoir que l'augmentation de l'amortissement provoque une diminution de l'amplitude.
Connaître l'expression du travail élémentaire d'une force.
Etablir l'expression du travail d'une force extérieure appliquée à l'extrémité d'un ressort, par méthode graphique et par intégration.
Etablir et connaître l'expression de l'énergie potentielle élastique d'un ressort.
Etablir l'expression de l'énergie mécanique d'un système solide-ressort et d'un projectile dans un champ de pesanteur.
Exploiter la relation traduisant, lorsqu'elle est justifiée, la conservation de l'énergie mécanique du système.
Calculer la variation de l'énergie cinétique d'un système à partir de la variation d'énergie potentielle et réciproquement.
Savoir exploiter un document expérimental pour
- calculer des énergies
- reconnaître et interpréter la conservation ou la non-conservation de l'énergie mécanique d'un système.
5- L'atome et la mécanique de Newton: ouverture au monde quantique Résumé
Connaître les expressions de la force d'interaction gravitationnelle et de la force d'interaction électrostatique.
Savoir que l'énergie de l'atome est quantifiée et que la mécanique de Newton ne permet pas d'interpréter cette quantification.
Ecrire l'équation de la réaction associée à une transformation d'oxyoréduction et identifier dans cette équation les deux couples mis en jeu. (méthode en diaporama + exemples)
Définir un oxydant et un réducteur.
Montrer, à partir de résultats expérimentaux, l'influence des facteurs cinétiques sur la vitesse de réaction.
Justifier les différentes opérations réalisées lors du suivi de l'évolution temporelle d'un système; exploiter les résultats expérimentaux.
Définir l'équivalence lors d'un titrage et en déduire la quantité de matière de réactif titré.
A partir de mesures expérimentales et du tableau descriptif de l'évolution du système, représenter, en fonction du temps, la variation des quantités de matière ou des concentrations d'un réactif ou d'un produit et de l'avancement de réaction.
Savoir que la vitesse de réaction augmente en général avec la concentration des réactifs et avec la température.
3-Quelle interprétation donner au niveau microscopique?
Chimie commun : B. La transformation d'un système chimique est-elle toujours totale?
1- Une transformation chimique n'est pas toujours totale et la réaction a lieu dans les deux sens (carte mentale) (version imprimable)
Définir un acide ou une base selon Bronsted.
Ecrire l'équation de la réaction associée à une transformation acido-basique et identifier dans cette équation les deux couples mis en jeu.
Connaître la définition du pH pour les solutions aqueuses diluées.
Etre capable de mesurer la valeur du pH d'une solution aqueuse avec un pH-mètre.
Connaissant la valeur de la concentration et du pH d'une solution d'acide, calculer l'avancement final de la réaction de cet acide sur l'eau et le comparer à l'avancement maximal.
Connaître la définition du taux d'avancement final et le déterminer par une mesure.
Utiliser la relation liant la conductance G aux concentrations molaires effectives [Xi] des ions Xi en solution
Savoir que, lorsque l'état d'équilibre du système est atteint, les quantités de matière n'évoluent plus, et que cet état d'équilibre est dynamique.
En disposant de l'équation d'une réaction, donner l'expression littérale du quotient de réaction Qr
Savoir que le quotient de réaction dans l'état d'équilibre d'un système, Qr,éq , prend une valeur, indépendante de la composition initiale, qui est la constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction.
Savoir que, pour une transformation donnée, le taux d'avancement final dépend de la constante d'équilibre et de l'état initial du système.
3- Transformations associées à des réactions acido-basiques en solution aqueuse (carte mentale)
Savoir que Ke , est la constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction d'autoprotolyse de l'eau.
Connaissant la valeur du pH d'une solution aqueuse, dire si elle est acide, basique ou neutre.
A partir de la concentration molaire des ions H3O+ ou HO– , déduire la valeur du pH de la solution.
Associer la constante d'acidité KA à l'équation de la réaction d'un acide sur l'eau.
Déterminer la constante d'équilibre associée à l'équation d'une réaction acido-basique à l'aide des constantes d'acidité des couples en présence.
Connaissant le pH d'une solution aqueuse et le pKA du couple acide/base indiquer l'espèce prédominante; application aux indicateurs colorés.
Réaliser par suivi pH-métrique le titrage d'un acide ou d'une base en solution aqueuse. (animation flash "méthode des tangentes" réalisée par Theobromine
Déterminer, à partir des résultats d'une expérience, le volume versé à l'équivalence lors d'un titrage acide-base.
Montrer qu'un indicateur coloré convenablement choisi permet de repérer l'équivalence.
Chimie commun C. Le sens "spontané" d'évolution d'un système est-il prévisible? Le sens d'évolution d'un système chimique peut-il être inversé?
En disposant de l'équation d'une réaction, donner l'expression littérale du quotient de réaction Qr , et calculer sa valeur dans un état donné du système.
Savoir qu'un système évolue spontanément vers un état d'équilibre.
Etre capable de déterminer le sens d'évolution d'un système donné en comparant la valeur du quotient de réaction dans l'état initial à la constante d'équilibre, dans le cas de réactions acido-basiques et d'oxydoréduction.
2- Les piles, dispositifs mettant en jeu des transformations spontanées permettant de récupérer de l'énergie (carte mentale) (version imprimable)
Schématiser une pile
Utiliser le critère d'évolution spontanée déterminer le sens de déplacement des porteurs de charges dans une pile.
Interpréter le fonctionnement d'une pile en disposant d'une information parmi les suivantes: sens de circulation du courant électrique, f.é.m. , réactions aux électrodes, polarité des électrodes ou mouvement des porteurs de charges. Animation Flash Pile (en anglais Iowa State University)
Ecrire les réactions aux électrodes et relier les quantités de matière des espèces formées ou consommées à l'intensité du courant et à la durée de la transformation, dans une pile et lors d'une électrolyse.
Savoir qu'une électrolyse est une transformation forcée.
Connaissant le sens du courant imposé par le générateur, identifier l'électrode à laquelle se produit la réaction d'oxydation (anode) et l'électrode à laquelle se produit la réaction de réduction (cathode). Animation Flash électrolyse (en anglais Iowa State University)
Chimie commun D. Comment le chimiste contrôle-t-il les transformations de la matière
Reconnaître dans la formule d'une espèce chimique organique les groupes caractéristiques: –OH(hydroxyle); –CO2H(carboxyle) ; –CO2R (ester); –CO–O–CO–(anhydride).
Écrire l'équation des réactions d'estérification et d'hydrolyse.
À partir de la formule semi-développée d'un ester, retrouver les formules de l'acide carboxylique et de l'alcool correspondants.
Savoir nommer les esters comportant cinq atomes de carbone au maximum.
Savoir que les réactions d'estérification et d'hydrolyse sont inverses l'une de l'autre et que les transformations associées à ces réactions sont lentes.
Savoir qu'un catalyseur est une espèce qui augmente la vitesse d'une réaction chimique sans figurer dans l'équation de la réaction et sans modifier l'état d'équilibre du système.
2- Des exemples de contrôle de l'évolution de systèmes chimiques pris dans l'industrie chimiques et dans les sciences de la vie (carte mentale) (version imprimable)
Pour une lentille:
- positionner sur l'axe optique le centre optique et les foyers,
- connaître la définition de la distance focale, de la vergence et leurs unités,
- connaître et savoir appliquer les relations de conjugaison sous forme algébrique et celle du grandissement,
- construire l'image d'un objet plan perpendiculaire à l'axe optique,
- construire l'image d'un point objet situé à l'infini.
Image formée par un miroir sphérique convergent Animation Flash de F. Passebon Miroir sphérique
Pour un miroir sphérique:
- positionner le sommet, le centre; tracer l'axe optique principal; positionner le foyer principal,
- connaître la définition de la distance focale,
- construire l'image d'un objet plan, perpendiculaire à l'axe optique principal,
- construire l'image d'un point objet situé à l'infini.
Pour une lentille et un miroir plan ou sphérique: Animations Flash de G.Tulloue: Miroir planLentille convergente
- déterminer à partir d'une construction à l'échelle, les caractéristiques d'une image,
- retrouver par construction les caractéristiques d'un objet connaissant son image,
- construire la marche d'un faisceau lumineux issu d'un point source à distance finie ou infinie.
Savoir-faire expérimentaux - Réaliser un montage d'optique à partir d'un schéma. - Régler un montage d'optique de façon à observer une image sur un écran. - Utiliser un banc d'optique, réaliser des mesures et les exploiter. - Déterminer la distance focale d'une lentille mince convergente et d'un miroir convergent
Savoir que dans un microscope ou une lunette astronomique, l'image intermédiaire donnée par l'objectif constitue un objet pour l'oculaire.
Savoir que dans un télescope, l'image intermédiaire donnée par le miroir sphérique constitue un objet pour le système miroir plan-oculaire.
Construire, pour les trois instruments étudiés, l'image intermédiaire et l'image définitive d'un objet plan perpendiculaire à l'axe optique.
Déterminer à partir d'une construction à l'échelle, les caractéristiques de l'image définitive donnée par un instrument d'optique.
Construire la marche d'un faisceau lumineux à travers un instrument d'optique.
Pour les lentilles minces intervenant dans les instruments d'optique étudiés, utiliser et exploiter les relations de conjugaison.
Savoir définir et calculer le diamètre apparent.
La définition du grossissement étant donnée, savoir l'utiliser et exploiter son expression.
Connaître la définition du cercle oculaire, son intérêt pratique et savoir le construire.
Savoir-faire expérimentaux - Réaliser et exploiter un montage permettant d'illustrer le fonctionnement des trois instruments d'optique: - choisir les lentilles adaptées, - régler le montage, - effectuer les mesures des grandeurs permettant de valider le modèle proposé.
Physique spé : B. Produire des sons, écouter
1-Production d'un son par un instrument de musique
Savoir que pour qu'un instrument de musique produise un son il doit remplir deux fonctions -vibrer et émettre- et que dans de nombreux cas d'instruments réels ces fonctions sont indissociables.
Savoir qu'il y a quantification des fréquences des modes de vibration: rapport entre les fréquences des harmoniques et celle du fondamental.
Savoir ce que sont un ventre et un noeud de vibration.
Savoir qu'une corde pincée ou frappée émet un son composé de fréquences qui sont celles des modes propres de la corde.(Animation Flash corde vibrante Site de F.Passebon)
Savoir qu'une colonne d'air possède des modes de vibration dont les fréquences sont liées à sa longueur.
Dans le cas d'une tension modulante sinusoïdale de fréquence fS , savoir que la tension modulée est la somme de trois tensions sinusoïdales de fréquences fP – fS; fP ; fP+fS , fP étant la fréquence du signal qui a été modulé.
Réaliser un montage de modulation d'amplitude à partir d'un schéma. Choisir des tensions permettant une modulation de bonne qualité ; savoir visualiser les tensions pertinentes.
Connaissant la fonction de l'ensemble diode-RC parallèle et du dipôle RC série, savoir les placer correctement dans un schéma de montage de démodulation.
Savoir exploiter les oscillogrammes relatifs à une modulation et à une démodulation d'amplitude.
Réaliser un montage de démodulation d'amplitude à partir d'un schéma. Choisir les composants permettant une démodulation de bonne qualité; savoir visualiser les tensions pertinentes.
Choisir la verrerie appropriée pour réaliser une manipulation en disposant du protocole expérimental et d'une liste de matériel et de produits disponibles.
Chimie spé : B. Créer et reproduire des espèces chimiques
Réaliser les opérations suivantes: chauffage à reflux, distillation, lavage d'une phase organique, séchage d'une phase organique liquide, extraction liquide-liquide, séchage d'un solide, cristallisation, recristallisation.
Appliquer les consignes de sécurité.
Justifier les opérations d'un protocole à partir de données physico-chimiques (température de changement d'état, solubilité, pH, densité.)
Calculer un rendement.
Reconnaître le groupe caractéristique amide.
Chimie spé : C. Effectuer des contrôles qualité
Distinguer un dosage par étalonnage d'un dosage par titrage d'après le protocole expérimental.
Exploiter une courbe d'étalonnage.
Réaliser un titrage acide-base en présence d'un indicateur coloré ou à l'aide d'un pH-mètre.
Exploiter un titrage.
Utiliser les domaines de prédominance des espèces acide et basique pour justifier un protocole.
Distinguer un titrage direct d'un titrage indirect d'après le protocole expérimental
Chimie spé : D. Elaborer un produit de consommation : de la matière première à la formulation
Réaliser le montage électrique permettant d'effectuer une électrolyse. Animation Flash électrolyse (en anglais Iowa State University)
Écrire les réactions aux électrodes et relier les quantités de matière des espèces formées ou consommées à l'intensité du courant et à la durée de la transformation lors d'une électrolyse.
Justifier les opérations d'un protocole à partir des données physico-chimiques (température de changement d'état, solubilité, pH, densité).
Date de création : 11/09/2010 - 20:14
Dernière modification : 11/09/2010 - 22:24
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