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 9

La Physique-Chimie autrement

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Histoire des sciences
Volta et la première pile

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Doc. 1
De l'électricité animale à la pile Volta.

Galvani supposait l'existence d'une électricité animale responsable de la contraction des cuisses de grenouille. Volta pensait au contraire que le « fluide électrique » venait des métaux au contact de la grenouille, ce qu'il prouva avec la mise au point d'un instrument générant de l'électricité : la première pile.
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Doc. 2
Volta présente son invention à Napoléon Bonaparte.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> Volta présente son invention à Napoléon Bonaparte.
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Crédits : Interfoto/Alamy

La pile de Volta est un empilement de disques de cuivre et de zinc séparés par des disques de chiffon imbibés d'eau salée.
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Questions
À la fin du XVIIIe siècle, Alessandro Volta s'intéresse aux travaux sur les grenouilles de Luigi Galvani.

1. Explique en quelques mots le débat qui oppose Galvani à Volta.
2. À qui Volta a-t-il présenté sa pile ? Quel intérêt avait-il à le faire, selon toi ?
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La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

Réalise un maquette pour modéliser un circuit électrique !

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Explication scientifique

L'espace rempli de billes pouvant se déplacer entre les pailles modélise un matériau conducteur. La main qui agit sur les billes modélise la pile. Les cotillons mis en mouvement modélisent un récepteur électrique.
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Matériel

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  • Des pailles.
  • Du ruban adhésif.
  • Des billes.
  • Deux cotillons et un fil
  • De la colle à papier.
  • Une petite potence.
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Questions

Étapes de la fabrication :

  • Utilise les pailles flexibles et le ruban adhésif pour fabriquer un double anneau de paille et le fixer à la table.
  • Remplis avec des billes l'espace entre les anneaux, suspends deux cotillons collés ensemble au contact des billes.
  • Depuis l'opposé du circuit, pousse les billes les unes après les autres sans déplacer ta main.

Des questions à se poser :

1. Que modélise la main qui agit sur les billes et les deux cotillons ?
2. Comment les matériaux conducteurs sont-ils modélisés ?
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Objet d'étude
Système de mise à feu

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Doc. 1
Schéma d'un circuit de mise à feu d'une série de deux feux d'artifice.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Schéma d'un circuit de mise à feu d'une série de deux feux d'artifice.
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Sur le circuit présenté, l'interrupteur bascule autour du point O : soit OA est fermé (mode TEST), soit OA' est fermé (mode MISE À FEU). Les interrupteurs K sont des boutons-poussoir.
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Doc. 2
Principe de l'inflammateur.

L'inflammateur électrique est une petite résistance qui s'échauffe rapidement et provoque l'infflammation de la mèche. Avec un courant d'environ 1 A, quelques millisecondes suffisent pour déclencher le tir. Si le courant est faible (quelques mA), il peut circuler dans l'inflammateur sans risquer de l'échauffer. Les DEL utilisées pour tester la ligne sont protégées par une résistance, qui limite le courant à 1 mA.
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Doc. 3
Constitution de la batterie.

La batterie nécessaire au montage ne se trouve pas directement dans le commerce. Il faut associer plusieurs piles en série pour pouvoir obtenir la tension désirée. Sur le schéma, les pointillés signifient que le nombre exact de piles n'a pas été représenté.
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Questions
De nos jours, les artificiers utilisent un système électrique pour déclencher la mise à feu de leurs fusées de manière plus sécurisée. Comment ce dispositif est-il conçu ?

1. Pour bien comprendre le rôle de l'interrupteur OAA', tu peux suivre le trajet du courant électrique quand il passe par OA, puis quand il passe par OA'.
2. Si tu places les interrupteurs OAA' et OBB' dans la position représentée, quelle fusée (1 ou 2) peux-tu faire partir ? Comment ?
3. As-tu compris le rôle des DEL, et le rôle des résistances qui les protègent ?
4. Pour obtenir la tension nécessaire à partir de piles de 12 V, combien devrais-tu en acheter pour constituer la batterie ?

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