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La Physique-Chimie autrement
P.252

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La Physique-Chimie autrement


La Physique-Chimie autrement




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Les quatre interactions fondamentales

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.



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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. 3
Schéma bilan.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Schéma bilan.

Doc. 4
Tableau récapitulatif.

Interaction Intensité Diminution si éloignement Sens Phénomènes concernés
gravitationnelle la plus faible de toutes peu importante attractive marées, trajectoires dans l'univers
électromagnétique 100 fois plus faible que la forte peu importante dépend du signe des charges courant électrique, magnétisme
forte la plus forte de toutes très importante attractive cohésion du noyau
faible 100 000 fois plus faible que la forte la plus importante attractive radioactivité bêta

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.
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Palans et winch pour border les voiles

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 ?



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Doc. 1
Palan ou poulie simple ?

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Palan ou poulie simple ?

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.
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À la recherche des kilonewtons !

Étapes de la fabrication :

Matériel :

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

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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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.
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