1. Retour à l'accueil
  2. connexion
  3. EDS Physique terminale (2020)
  4. Mesure et incertitudes
  5. Constitution et transformations de la matière
    1. 1. 1. Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques
      1. 2. Modéliser l’évolution temporelle d’un système, siège d’une transformation
        1. 3. 3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique
          1. 4. 4. Élaborer des stratégies en synthèse organique
          2. Mouvement et interactions
            1. 1. 1. Décrire un mouvement
              1. 2. 2. Relier les actions appliquées à un système à son mouvement
                1. 3. 3. Modéliser l’écoulement d’un fluide
                2. L’énergie : conversions et transferts
                  1. 1. 1. Décrire un système thermodynamique : exemple du modèle du gaz parfait
                    1. 2. 2. Effectuer des bilans d’énergie sur un système : le premier principe de la thermodynamique
                    2. Ondes et signaux
                      1. 1. 1. Caractériser les phénomènes ondulatoires
                        1. 1. 2. Former des images, décrire la lumière par un flux de photons
                          1. 2. B) Décrire la lumière par un flux de photons
                            1. 3. 3. Étudier la dynamique d’un système électrique
Mouvement et interactions
Présentation :
Après le principe d’inertie abordé en classe de seconde et un premier lien entre variation du vecteur vitesse et somme des forces étudié en classe de première, ce thème traite notamment de la seconde loi de Newton et de quelques-unes de ses conséquences. La notion d’accélération nécessite une attention particulière car le terme est utilisé dans la vie courante avec une signification différente de l’acception scientifique. Les aspects vectoriels, la dérivée d’un vecteur, le caractère algébrique des projections de l’accélération sont des objectifs importants de la partie « Décrire un mouvement ». La seconde loi de Newton conduit ensuite à l’établissement et à la résolution des équations générales du mouvement dans des situations variées. L’étude des mouvements dans un champ uniforme permet d’appréhender des situations relevant du quotidien ; l’étude des mouvements dans un champ de gravitation ouvre les domaines de l’astronomie, de l’astrophysique, de la conquête spatiale et de l’observation de la Terre depuis l’espace. Enfin, dans la continuité de l’introduction de la loi fondamentale de la statique des fluides en classe de première, ce thème se conclut par une introduction à la dynamique des fluides, avec notamment la mise en œuvre de la relation de Bernoulli, qui permet de décrire de très nombreux comportements dans des domaines aussi divers que la médecine, la biologie, l’aéronautique, la géophysique, etc. Si la rédaction du programme est volontairement concise et centrée sur les notions et méthodes, il ne s’agit nullement de proposer aux élèves une présentation décontextualisée de la mécanique ; au contraire, tout en veillant au champ de validité des modèles utilisés, il est aisé de recourir à des domaines d’études variés : transports, biophysique, sport, planétologie, etc. Lors des activités expérimentales, il est possible d’utiliser les outils courants de captation et de traitement d'images, ainsi que les nombreux capteurs présents dans les smartphones. L’activité de simulation peut également être mise à profit pour exploiter des modèles à des échelles d'espace ou de temps difficilement accessibles à l’expérimentation. Ce thème est l’occasion de développer des capacités de programmation.

Notions abordées en première :
Vecteur position, vecteur vitesse, variation du vecteur vitesse, notion de champ, exemples de forces, lien entre forces extérieures et variation du vecteur vitesse, énergies cinétique, potentielle et mécanique, travail d’une force, trajectoire de la Terre dans un référentiel fixe par rapport aux étoiles, conception géocentrique vs conception héliocentrique, référentiel géocentrique, trajectoire de la Lune.
1. Décrire un mouvement
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
Savoirs :
Vecteurs position, vitesse et accélération d’un point.
Savoir-faire
Définir le vecteur vitesse comme la dérivée du vecteur position par rapport au temps et le vecteur accélération comme la dérivée du vecteur vitesse par rapport au temps. Établir les coordonnées cartésiennes des vecteurs vitesse et accélération à partir des coordonnées du vecteur position et/ou du vecteur vitesse.
Savoirs :
Coordonnées des vecteurs vitesse et accélération dans le repère repère de Frenet pour un mouvement circulaire. Mouvement rectiligne uniformément accéléré. suivants : rectiligne, rectiligne uniforme, rectiligne Mouvement circulaire uniforme.
Savoir-faire
Citer et exploiter les expressions des coordonnées des vecteurs vitesse et accélération dans le repère de Frenet, dans le cas d’un mouvement circulaire. Caractériser le vecteur accélération pour les mouvements suivants : rectiligne, rectiligne uniforme, rectiligne uniformément accéléré, circulaire, circulaire uniforme. . Réaliser et/ou exploiter une vidéo ou une chronophotographie pour déterminer les coordonnées du vecteur position en fonction du temps et en déduire les coordonnées approchées ou les représentations des vecteurs vitesse et accélération. Capacité numérique : Représenter, à l’aide d’un langage de programmation, des vecteurs accélération d’un point lors d'un mouvement. Capacité mathématique : Dériver une fonction.
2. Relier les actions appliquées à un système à son mouvement
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
Savoirs :
Deuxième loi de Newton Centre de masse d’un système. Référentiel galiléen. Deuxième loi de Newton. Équilibre d'un système.
Savoir-faire
Justifier qualitativement la position du centre de masse d’un système, cette position étant donnée. Discuter qualitativement du caractère galiléen d’un référentiel donné pour le mouvement étudié. Utiliser la deuxième loi de Newton dans des situations variées pour en déduire : - le vecteur accélération du centre de masse, les forces appliquées au système étant connues ; - la somme des forces appliquées au système, le mouvement du centre de masse étant connu.
Savoirs :
Mouvement dans un champ uniforme Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme. Champ électrique créé par un condensateur plan. Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme.
Savoir-faire
Montrer que le mouvement dans un champ uniforme est plan. Établir et exploiter les équations horaires du mouvement. Établir l’équation de la trajectoire. Discuter de l’influence des grandeurs physiques sur les caractéristiques du champ électrique créé par un condensateur plan, son expression étant donnée.
Savoirs :
Principe de l’accélérateur linéaire de particules chargées. Aspects énergétiques.
Savoir-faire
Décrire le principe d’un accélérateur linéaire de particules chargées. Exploiter la conservation de l’énergie mécanique ou le théorème de l’énergie cinétique dans le cas du mouvement dans un champ uniforme. Utiliser des capteurs ou une vidéo pour déterminer les équations horaires du mouvement du centre de masse d’un système dans un champ uniforme. Étudier l’évolution des énergies cinétique, potentielle et mécanique. Capacité numérique : Représenter, à partir de données expérimentales variées, l’évolution des grandeurs énergétiques d’un système en mouvement dans un champ uniforme à l’aide d’un langage de programmation ou d’un tableur. Capacités mathématiques : Résoudre une équation différentielle, déterminer la primitive d’une fonction, utiliser la représentation paramétrique d’une courbe.
Savoirs :
Mouvement dans un champ de gravitation Mouvement des satellites et des planètes. Orbite. Lois de Kepler. Période de révolution. Satellite géostationnaire.
Savoir-faire
Déterminer les caractéristiques des vecteurs vitesse et accélération du centre de masse d’un système en mouvement circulaire dans un champ de gravitation newtonien. Établir et exploiter la troisième loi de Kepler dans le cas du mouvement circulaire. Capacité numérique : Exploiter, à l’aide d’un langage de programmation, des données astronomiques ou satellitaires pour tester les deuxième et troisième lois de Kepler.
3. Modéliser l’écoulement d’un fluide
Notions et contenusCapacités exigibles Activités expérimentales support de la formation
Savoirs :
Poussée d’Archimède. Écoulement d’un fluide en régime permanent.
Savoir-faire
Expliquer qualitativement l’origine de la poussée d’Archimède. Utiliser l’expression vectorielle de la poussée d’Archimède. Mettre en œuvre un dispositif permettant de tester ou d’exploiter l’expression de la poussée d’Archimède. Exploiter la conservation du débit volumique pour déterminer la vitesse d’un fluide incompressible.
Savoirs :
Débit volumique d’un fluide incompressible. Relation de Bernoulli. Effet Venturi.
Savoir-faire
Exploiter la relation de Bernoulli, celle-ci étant fournie, pour étudier qualitativement puis quantitativement l'écoulement d'un fluide incompressible en régime permanent. Mettre en œuvre un dispositif expérimental pour étudier l’écoulement permanent d’un fluide et pour tester la relation de Bernoulli.