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

La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences
Les quatre interactions fondamentales

Doc. 1
Les interactions gravitationnelle et électromagnétique.

La gravitation s'exerce à cause de la masse des particules, elle est toujours attractive. Son intensité est beaucoup plus faible que celle des autres interactions, mais elle ne diminue pas trop rapidement quand les distances entre les objets augmentent. La gravitation organise les grands ensembles de matière et leurs mouvements (cohésion des galaxies, des systèmes stellaires, marées, etc.).
L'interaction électromagnétique s'exerce entre les particules chargées électriquement. Elle peut être répulsive ou attractive selon le signe des charges. Elle explique notamment les phénomènes liés au courant électrique.

Doc. 2
Les interactions faible et forte.

L'interaction forte est la plus intense des quatre, mais elle diminue très vite lorsque les distances entre les particules augmentent. Elle est attractive et retient ensemble les particules dans le noyau atomique !
L'interaction faible enfin est moins intense que la forte, et diminue plus vite quand la distance augmente. Elle est responsable d'une des formes de radioactivité.

Doc. 3
Schéma bilan.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Schéma bilan.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Doc. 4
Tableau récapitulatif.

InteractionIntensitéDiminution si éloignementSensPhénomènes concernés
gravitationnellela plus faible de toutespeu importanteattractivemarées, trajectoires dans l'univers
électromagnétique100 fois plus faible que la fortepeu importantedépend du signe des chargescourant électrique, magnétisme
fortela plus forte de toutestrès importanteattractivecohésion du noyau
faible100 000 fois plus faible que la fortela plus importanteattractiveradioactivité bêta
Questions
La théorie de l'unification est une des théories les plus modernes de l'histoire de la Physique. Elle consiste à tout expliquer à partir de quatre interactions fondamentales aux propriétés très différentes : les interactions gravitationnelle et électromagnétique que tu as déjà observées, et deux autres interactions dites faible et forte.

1. Sais-tu laquelle de ces interactions est responsable de la chute des corps ?

2. Laquelle d'entre elles est responsable de l'émission de lumière, des éclairs et de l'aimantation ?

3 Cherche dans quel ordre chronologique ont été découvertes ces interactions.

Objet d'étude
Palans et winch pour border les voiles

Doc. 1
Palan ou poulie simple ?

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Palan ou poulie simple ?
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Doc. 2
Le principe du palan.

Avec une poulie simple, le marin doit exercer à lui seul la force nécessaire pour hisser la voile. Avec un palan, l'effort est partagé entre le marin et le système de fixation du cordage. L'inconvénient est qu'il faut tirer beaucoup de cordage : à deux poulies, tirer 2 m de cordage fait remonter la voile d'un mètre seulement.
Questions
Sur le Vendée Globe, les voiles pèsent entre 50 et 110 kg. Pour les hisser, les marins sont aidés par des systèmes mécaniques qui permettent de réduire la force nécessaire.

1. As-tu saisi à quoi sert un palan ? En as-tu déjà vu pour d'autres applications que la voile ?

2. Même si la force à exercer est plus faible, il faut autant d'énergie. Pourquoi ?

La Physique-Chimie au quotidien
Esprit scientifique

À la recherche des kilonewtons !

Doc. 1
Classes de résistance des plaques de voirie, selon la norme EN-124.

Classe A (15 kN) : Zone exclusivement piétonne ou cycliste.
Classe B (125 kN) : Trottoirs, zone piétonne et parkings pour voitures.
Classe C (250 kN) : Dispositifs de couronnement dans les caniveaux d'une rue, le long du trottoir.
Classe D (400 kN) : Rues et routes, accotements, parkings pour tous types de véhicules routiers.

Explication scientifique

L'inscription correspond à la valeur, en kilonewtons, de la force maximale supportée par la plaque. Cette force a pour direction la verticale et est dirigée vers le bas.

Matériel

  • Tes yeux !
  • Des plaques de voirie en ville.
  • Le tableau des classes de résistance selon la norme EN-124.
  • Un accès à internet.
Questions

Étapes de la fabrication :

Cherche des plaques de voirie portant une inscription chiffrée suivie de kN ou de la mention B125, C250 ou D400.

Des questions à se poser :

1. Quelle unité est représentée par les lettres kN ? Quelle grandeur physique est mesurée dans cette unité ?

2. À ton avis, quelle information sur la plaque cette inscription nous donne-t-elle ?

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