Physique-Chimie Cycle 4

Rejoignez la communauté !
Co-construisez les ressources dont vous avez besoin et partagez votre expertise pédagogique.
Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 8

La Physique-Chimie autrement

13 professeurs ont participé à cette page
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Histoire des sciences
La conservation de l'énergie

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 1
Lagrange (1736 - 1813) et l'élaboration du concept d'énergie.

Placeholder pour Doc. 1 Lagrange (1736 - 1813) et l'élaboration du concept d'énergie.Doc. 1 Lagrange (1736 - 1813) et l'élaboration du concept d'énergie.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

L'invention de l'énergie part de plusieurs constats :
  • Selon Lagrange, la somme de deux termes (énergie cinétique et énergie potentielle) est constante dans certaines expériences de mécaniques.
  • Lorsque ce n'est pas le cas, il se passe quelque chose d'autre, généralement un échauffement.
C'est ainsi que la notion d'énergie apparait comme une grandeur qui se conserve dans tous les phénomènes. Depuis, aucun système n'a violé cette propriété. L'énergie peut changer de forme, mais elle est toujours conservée !
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Questions
L'énergie est une notion abstraite, inventée tardivement (vers la fin du XIXe siècle) par des mathématiciens.

1. Quelles formes d'énergie connais-tu ?
2. Cherche des objets de la vie courante qui convertissent l'énergie d'une forme à une autre.
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Objet d'étude
Un feu d'artifice plein d'énergies !

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 1
Lancement d'un feu d'artifice.

Au moment du tir, une première déflagration permet d'éjecter la bombe. Elle allume une mèche qui se consume lentement pendant que la bombe monte dans le ciel. Au bout de cinq à sept secondes, cette mèche fait exploser la charge placée au centre du projectile et met le feu aux étoiles qui se dispersent dans le ciel.
« Feux d'artifice, cirques, parcs d'attractions », Le monde de Jamy, France 3, 2016.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 2
Principe du lancement d'un feu d'artifice.

Placeholder pour Doc. 2 Principe du lancement d'un feu d'artifice.Doc. 2 Principe du lancement d'un feu d'artifice.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Question
Du tir jusqu'à l'explosion, l'énergie est présente sous de multiples formes dans un feu d'artifice.

1. Es-tu capable de reconnaitre les conversions d'énergie qui ont lieu à chacune des phases du lancement de la « bombe » ?
Afficher la correction
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Des chutes dans le sable pour étudier l'énergie cinétique !

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 1
Déformation du sable suite à la chute d'une balle de golf.

Placeholder pour Doc. 1 Déformation du sable suite à la chute d'une balle de golf.Doc. 1 Déformation du sable suite à la chute d'une balle de golf.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Doc. 2
Les trois chutes à réaliser.

Placeholder pour Doc. 2 Les trois chutes à réaliser.Doc. 2 Les trois chutes à réaliser.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Matériel

  • Une balle de golf (masse de la balle : 15 g environ).
  • Une balle de tenis de table (masse de la balle : 3 g environ).
  • Du sable.
  • Un récipient transparent.
  • Une règle de 20 cm.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Le saviez-vous ?

  • La balle de golf et celle de tennis de table tombent à la même vitesse.
  • Sur les voies de détresse des autoroutes, c'est aussi un bac à sable qui est utilisé pour freiner les véhicules.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Explication scientifique

Ici, c'est la déformation de la surface du sable qui nous permet de comparer les énergies cinétiques qu'avaient les 3 balles.
  • En comparant A et B, tu peux dire que l'énergie cinétique dépend de la masse de l'objet. Plus la masse est grande, plus l'énergie cinétique est importante.
  • En comparant A et C, on peut aussi retrouver qu'elle dépend de la vitesse de l'objet ! Plus la vitesse est élevée, plus le cratère est gros : l'énergie cinétique augmente avec la vitesse.
Ces deux observations sont bien traduites par la formule de l'énergie cinétique \text{E}_{\text{c}} = \dfrac{1}{2} \: m v^{2}. On fait apparaitre que l'énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Questions

Étapes de la fabrication :

  • Place du sable au fond du récipient transparent. Assure-toi que la surface du sable est bien horizontale. Tu peux secouer doucement pour ajuster.
  • Réalise la chute A, puis la B puis enfin la C. Observe à chaque fois le cratère formé par la balle : si possible, mesure-le ! N'oublie pas de remettre le sable bien horizontal entre chaque chute.

Des questions à se poser :

1. Qu'est-ce qui nous permet ici de comparer les énergies cinétiques des balles lors des chutes A, B ou C ?
2. Lors de quelle chute la balle avait-elle le plus d'énergie cinétique juste avant l'impact ?
3. En comparant les trois chutes, peux-tu retrouver les paramètres dont dépend l'énergie cinétique d'un objet ?
Afficher la correction

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

Oups, une coquille

j'ai une idée !

Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais
collaborateur

collaborateurYolène
collaborateurÉmilie
collaborateurJean-Paul
collaborateurFatima
collaborateurSarah
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.