Physique-Chimie 3e
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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 4
Activité 1 - Activité documentaire

Comment bien choisir son matériau ?

Compétence : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
Problématique de l'activité
Matériaux pour construire une maquette d'avion
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Autorstwa Momizi/Shutterstock

Maxime et Yacine souhaitent construire une maquette d'avion pour la faire voler avec un petit moteur. Pour réaliser le corps de l'appareil, il leur faut un matériau léger et facilement façonnable. Au magasin de bricolage, ils se demandent quel matériau choisir.

Quelles sont les propriétés qui caractérisent un matériau ?

Doc. 1
Le Wright Flyer.

Le Wright Flyer fut le premier avion à moteur. Son armature était faite de bois alors que de nombreuses machines de l'époque étaient constituées de métaux (cuivre, fer, etc.). Le bois, de masse volumique plus faible, présentait l'avantage d'être plus léger que les métaux, mais était moins résistant.

Le Wright Flyer.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Images-USA/Alamy

Doc. 2
Les métaux dans la nature.

Avec 91 des 118 occupants du tableau périodique, les métaux constituent la plus grande des familles d'atome qu'il abrite. Si le fer est le métal le plus utilisé dans l'industrie, l'aluminium est le plus abondant. Il constitue 8 % de la croute terrestre. En comparaison, le titane et l'or ne sont présents qu'à 0,4 % et 0,000 000 11 %. Dans la nature, la plupart des métaux ne sont pas à l'état pur, mais mélangés dans des roches appelées minerais.

Doc. 3
Du métal simple à l'alliage, quel changement ?

Membres de la même famille, les métaux ont des propriétés communes : conducteurs de courant électrique, de chaleur, ils ont des masses volumiques importantes (l'aluminium et le titane sont des exceptions). Ils sont souvent utilisés sous forme d'alliages : des espèces chimiques sont ajoutées à un métal qui reste majoritaire mais voit ses propriétés modifiées. Par exemple, le duralumin et l'acier sont plus résistants mécaniquement que l'aluminium et le fer dont ils sont issus.
Questions

Exploitation et analyse de doucments

1. Doc. 1, Doc. 2 et Doc. 3 Trouve dans les textes des exemples d'éléments métalliques et d'alliages.
2. Doc. 3 Quelle est la différence entre un métal et un alliage ?
3. Doc. 2 Dans la nature, les métaux se trouvent-ils souvent à l'état pur ?

Synthèse

4. Doc. 1, Doc. 2 et Doc. 3 Quelles sont les grandeurs caractéristiques des matériaux ?
5. Doc. 1, Doc. 2 et Doc. 3 Plusieurs matériaux pourraient intéresser Maxime et Yacine. Lesquels et pourquoi ?

Vocabulaire

  • Un alliage : association de substances au niveau atomique ou moléculaire.
  • Un minerai : roche constituée d'une proportion non négligeable d'atomes ou d'ions métalliques.

Pour réussir cette activité

  • J'ai compris la différence entre métal, alliage et minerai.
  • J'ai identifié une propriété de matériau utile pour la fabrication d'une maquette.

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