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 6
Activité 3 - Activité documentaire

Un ballon au repos

Compétence : Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques.
Problématique de l'activité
Pendant son match de foot, Milo a vu quelque chose d'incroyable : deux joueurs ont frappé en même temps le ballon et celui-ci n'a pas bougé ! Il se demande comment cela est possible.
Comment un objet peut-il rester immobile alors que des actions mécaniques s'exercent sur lui ?

Doc. 1
Un déséquilibre est si vite arrivé !

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Un déséquilibre est si vite arrivé !
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Africa Studio/Shutterstock

Un système soumis à deux forces qui ne sont pas sur la même droite d'action ou qui n'ont pas la même valeur est un système en déséquilibre.
Dans ce cas, les forces ne se compensent pas. Le système va être mis en mouvement, ou son mouvement va être modifié.

Doc. 2
Forces exercées sur un palet de hockey immobile sur la glace.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> Forces exercées sur un palet de hockey immobile sur la glace.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Le palet posé sur la glace est un système à équilibre. L'attraction de la planète Terre et la répulsion exercée par la glace se compensent. Les forces qui modélisent ces actions ont des directions et des intensités identiques mais des sens opposés.

Doc. 3
Force exercée par un câble sur un chariot.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Force exercée par un câble sur un chariot.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Les quatre informations essentielles qui résument une action sont rassemblées par le tracé d'une flèche :
  • le début de la flèche est le point d'application ;
  • la direction est la droite d'action ;
  • la pointe indique le sens ;
  • la longueur est proportionnelle à l'intensité.

Vocabulaire

  • Un système à l'équilibre : système soumis à des forces qui se compensent.
Questions

Exploration et analyse des documents

1. Quel est le terme adapté en Physique pour expliquer que le ballon n'a pas bougé malgré les actions mécaniques qu'il a subies ?

2. Détaille les conditions que doivent remplir les forces appliquées pour que cela arrive.

3. Choisis des valeurs entre 750 et 800 N pour les intensités de ces forces, et représente schématiquement la situation observée par Milo avec l'échelle 1 cm pour 200 N.

Synthèse

4. La scène qu'a observée Milo est rare. Explique quel résultat produit habituellement ce type de confrontation entre joueurs.

Pour réussir cette activité

  • J'ai identifié les conditions qui font qu'un objet est en équilibre ou non.
  • J'ai schématisé une situation d'équilibre mécanique.

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