Physique-Chimie Cycle 4
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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
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. 23
La conservation 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

Histoire des sciences
La grenouille de Galvani

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.

Doc. 2
Schéma d'une expérience de Galvani.

Schéma d'une expérience de Galvani.
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Crédits : age fotostock/Alamy

Arc en cuivre : C.
Arc en fer : Z.
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 ?

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Fabrique une pile avec des citrons !

Doc. 1
Deux piles au citron allument une lampe

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.
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 ?

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.

Objet d'étude
Modéliser le circuit électrique d'un bateau

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.

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.

Doc. 3
Le système électronique du voilier de Conrad Colman est en réalité plus complexe que la modélisation de Barnabé !

Le système électronique du voilier de Conrad Colman est en réalité plus complexe que la modélisation de Barnabé !
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Jean-Louis Carli/AFP/DPPI/Vendée Globe
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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