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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 6
La Physique-Chimie autrement
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Histoire des sciencesGalilée, père de la physique moderne
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Doc. 1Galilée est le premier à comprendre l'importance de l'approche mathématique pour construire la physique.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Giusto Sustermans/Wikimedia
L'Univers [...] est écrit dans la langue des mathématiques, ses caractères sont des triangles, des cercles et d'autres figures géométriques, sans l'intermédiaire desquels il est impossible d'en comprendre humainement le sens.
Galilée (1564-1642)
L'essayeur, 1623.
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Doc. 2Galilée : un champion de l'abstraction.
Par un effort d'abstraction remarquable, il sait dégager les lois essentielles en allant au-delà des apparences. [...] Galilée montre que si l'on cesse toute action sur un corps en mouvement rectiligne uniforme, il continue à se déplacer selon un mouvement rectiligne uniforme.
J.-C. Boudenot
Histoire de la Physique et des physiciens, 2001, Ellipses.
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Questions
Astronomie, mécanique, optique… l'apport de Galilée (1564-1642) est immense, et couvre de nombreux domaines. Il a su adopter une approche nouvelle et remettre en question toute la physique de son époque.
1. Dans l'énoncé de la loi du mouvement de Galilée, quels sont les éléments qui, n'étant pas observables sur Terre, ont réclamé une grande capacité d'abstraction ?
1. Dans l'énoncé de la loi du mouvement de Galilée, quels sont les éléments qui, n'étant pas observables sur Terre, ont réclamé une grande capacité d'abstraction ?
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Objet d'étude
Réglage des réacteurs au décollage
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Doc. 1Le minimum pour pouvoir décoller.
Quelle que soit la planète sur laquelle il se trouve, le Faucon Millenium est soumis à son poids. Dans un premier temps, c'est cette action que les réacteurs doivent compenser pour faire décoller le vaisseau mythique.
Tu as appris dans ce chapitre que la constante de la gravitation g dépend de la planète sur laquelle on se trouve. L'objectif est ici d'aider le capitaine Solo à ajuster la poussée de ses réacteurs pour mettre son vaisseau en vol stationnaire, c'est-à-dire simplement compenser son poids.
Tu as appris dans ce chapitre que la constante de la gravitation g dépend de la planète sur laquelle on se trouve. L'objectif est ici d'aider le capitaine Solo à ajuster la poussée de ses réacteurs pour mettre son vaisseau en vol stationnaire, c'est-à-dire simplement compenser son poids.
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Doc. 2Intensité de la pesanteur à la surface de quelques astres de la galaxie Star Wars.
| Planète | Rayon (en km) | Valeur de g (N/kg) | Masse de fret embarqué (tonnes) |
| Étoile de la mort | 375 | 0,85 | 1,5 |
| Kamino | 10 000 | 15 | 25 |
| Lune d'Endor | 2 500 | 3,2 | 50 |
| Coruscant | 6 120 | 9,5 | 35 |
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Doc. 3Quelques données pour un décollage.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : LuasFilm - ILM/DR/TCD
Pour soulever le fret embarqué et les 50 tonnes du vaisseau, Han dispose de dix réacteurs pouvant produire chacun une poussée de kilonewtons. Pour se mettre en vol stationnaire, il doit régler les réacteurs de sorte qu'ils compensent exactement le poids du vaisseau.
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Questions
Lorsqu'il décolle, le Faucon Millenium doit suivre des instructions précises de vitesse et de trajectoire, directement données par la tour de contrôle de la planète sur laquelle il se trouve. Dans ces conditions, le réglage des réacteurs peut-il être le même à chaque décollage ?
1. Que vaut le poids en kilonewtons du Faucon Millenium et de son chargement sur les différentes planètes présentées ici ?
2. Quelle poussée maximale peuvent produire ensemble les réacteurs du Faucon Millenium ?
3. Quel pourcentage de cette poussée faut-il utiliser pour faire un vol stationnaire à la surface de chacun de ces astres ?
1. Que vaut le poids en kilonewtons du Faucon Millenium et de son chargement sur les différentes planètes présentées ici ?
2. Quelle poussée maximale peuvent produire ensemble les réacteurs du Faucon Millenium ?
3. Quel pourcentage de cette poussée faut-il utiliser pour faire un vol stationnaire à la surface de chacun de ces astres ?
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La Physique-Chimie au quotidienEsprit scientifique
Mesure l'intensité de la pesanteur avec ton smartphone !
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Doc. 1La planète Terre.
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Crédits : mary1826/Pixabay
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Matériel
- Un smartphone connecté.
- Une application permettant de déterminer l'intensité de la pesanteur g.
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Questions
Étapes de la fabrication :
- Recherche une application sur ton smartphone en utilisant les mots clés « Gravity Meter » et installe-la.
- Note la valeur mesurée quand ton smartphone est immobile.
- Si tu voyages, note si cette valeur change ou non ailleurs sur Terre.
Des questions à se poser :
1. Pour quelle fonctionnalité ton smartphone a-t-il besoin de détecter la pesanteur terrestre ?2. Que vaut environ l'intensité de la pesanteur g ? Cette valeur change-t-elle à la surface de la Terre ? Quels autres facteurs peuvent faire changer g ?
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Explication scientifique
Les smartphones ont besoin de savoir où est la verticale afin d'afficher l'écran dans le sens horizontal ou vertical. g vaut environ 9,8 N/kg. Cette valeur change faiblement en fonction de l'altitude (0,001 N/kg pour 3 000 m) et de la latitude, la Terre n'étant pas tout à fait sphérique.
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Le saviez-vous ?
- La valeur du coefficient g dépend de la latitude, de l'altitude et bien sûr de l'astre sur lequel on se place.
- Habituellement, g est exprimé en N/kg, mais on peut aussi l'exprimer en m/s² ! Aussi curieux que cela puisse paraître, 1N/kg = 1m/s² !
- À la surface de la Terre, g varie de 9.7639 N/kg (au Pérou) à 9.8337 N/kg (sur l'océan Arctique)
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