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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
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 6
Introduction à la vitesse et au mouvement
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 7
Introduire la notion d'énergie
Ch. 8
Les circuits électriques
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 9
Le son
Ch. 10
La lumière
Chapitre 8
La Physique-Chimie autrement
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Histoire des sciences
La grenouille de Galvani
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Doc. 1
Galvani fait l'hypothèse de l'électricité animale.
Galvani stockait des grenouilles mortes sur son balcon, pour éviter les odeurs. Il avait déjà observé que les muscles de celles-ci pouvaient se contracter juste après un éclair. Par hasard, il a un jour « vu des grenouilles, munies de crochets de cuivre et posées sur les barreaux de fer [de] la terrasse, montrer les contractions habituelles [alors que le ciel] était calme ». Il vit là le signe qu'il existait une électricité animale, provenant de la grenouille elle-même.
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Doc. 2
Schéma d'une expérience de Galvani.
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Crédits : age fotostock/Alamy
Arc en cuivre : C.
Arc en fer : Z.
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Questions
Bien que mal interprétées, les expériences de Galvani sur le système nerveux des grenouilles ont mené à la fabrication des premières piles électriques.
1. As-tu compris dans quelles situations les muscles de la grenouille se contractent ?
2. Comment Galvani a-t-il interprété ses observations ? De nos jours, son hypothèse est-elle retenue ?
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La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique
Fabrique une pile avec des citrons !
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Doc. 1
Deux piles au citron allument une lampe
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Matériel
Des citrons.
Des fils métalliques souples.
Des bouts de cuivre (centimes d'euro).
Des bouts de zinc (trombones ou clous galvanisés).
Des pinces.
Une DEL ou une petite lampe.
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Questions
Étapes de la fabrication :
Plante dans chaque citron un objet en zinc et un en cuivre.
À l'aide du fil et des pinces, relie le cuivre, le zinc et la lampe comme sur la photo.
Des questions à se poser :
1. L'expérience fonctionne-elle si tu n'utilises qu'un seul métal ?
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Explication scientifique
En l'absence de deux métaux différents, ces piles ne fonctionnent pas. Les piles du commerce sont également composées de deux métaux différents, réagissant au contact d'une solution acide.
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Le saviez-vous ?
La première pile de Volta (en 1800) utilisait déjà du cuivre et du zinc. Une association qui fonctionne !
Comme Volta avait empilé des rondelles de cuivre et de zinc, il a appelé « pile » son invention… La forme a changé, mais le nom est resté !
Si tu n'as pas de citron, tu peux utiliser une orange, une mandarine, une pomme, ou n'importe quel fruit acide.
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Objet d'étude
Modéliser le circuit électrique d'un bateau
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Doc. 1
Principes généraux pour construire les circuits électriques.
Quand deux appareils doivent être indépendants l'un de l'autre, on les place sur des branches différentes : si l'un est éteint, l'autre peut fonctionner. Certains appareils, au contraire, doivent être branchés en série : c'est le cas d'un interrupteur et de l'appareil qu'il commande, par exemple. Mais gare aux courts-circuits ! Il ne faut pas que les deux bornes d'un générateur soient directement reliées l'une à l'autre.
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Doc. 2
Les besoins électriques sur le bateau Conrad Colman.
1. Le capteur GPS doit fonctionner en permanence. 2. Les deux ampoules du cockpit peuvent être allumées ou éteintes grâce au même interrupteur. 3. Le moteur électrique peut être allumé ou éteint ; quand il fonctionne, une DEL témoin doit s'allumer.
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Doc. 3
Le système électronique du voilier de Conrad Colman est en réalité plus complexe que la modélisation de Barnabé !
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Crédits : Jean-Louis Carli/AFP/DPPI/Vendée Globe
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Questions
Sur le voilier de Conrad Colman, tous les appareils électriques sont branchés sur la batterie. En classe, Barnabé essaie de schématiser une version simplifiée du circuit électrique de ce bateau.
1. Pour aider Barnabé à réaliser le schéma du circuit, tu peux commencer par rechercher les symboles électriques qui correspondent aux appareils cités (le capteur GPS pourra être représenté par une résistance).
2. Réfléchis bien : combien faudra- t-il de branches pour que les appareils soient indépendants ?
3. À ton tour de tracer le schéma du circuit électrique.
Dessinez ici
4. Si une ampoule est cassée, est-ce que l'autre fonctionnera encore ? Sinon, comment peux-tu améliorer le circuit ?
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