2. Réussir en Sciences Physiques Niveau lycée (fiches, exercices ...

SOMMAIRE

Fiche 1 REVOIR LE COURS , LES T P ET ETUDIER SA LECON

Fiche 2 REUSSIR UN EXERCICE EN SCIENCES PHYSIQUES

Fiche 3 NOMBRE DE CHIFFRES SIGNIFICATIFS DANS UN RESULTAT

Fiche 4 UTILISATION DE LA CALCULATRICE EN SCIENCES PHYSIQUES

Fiche 5 UTILISER LES PUISSANCES DE 10 DANS LES CALCULS CHANGEMENT D'UNITE


Fiche 6 REUSSIR LES CHANGEMENTS D'UNITES fiche : EXERCICES

Fiche 7 REUSSIR UNE DEMARCHE LITTERALE EN SCIENCES PHYSIQUES

Fiche 8 EQUILIBRER UNE EQUATION CHIMIQUE

Fiche 9 REALISER et EXPLOITER un GRAPHIQUE.

Fiche 10 SOLUTIONS DES EXERCICES












REALISER ET EXPLOITER UN GRAPHIQUE Fiche n° 9

> RAPPELS : axe des ordonnées pour « la fonction » ou la
« grandeur » étudiée

y Point de
« coordonnées » x et y GRAPHE de y en fonction de x ou y =
f (x)



O origine x
axe des abscisses pour « la variable »
> Recommandations :
On étudie une grandeur physique en fonction d'une autre en général .
Exemples U = f ( I ) ou I = f (U ) ou Us = f ( Ue) etc


On retient que la variable est placée en abscisse et la grandeur
étudiée en ordonnée.

Les axes sont toujours gradués correctement et complètement .
Le titre du graphique est obligatoire . Les unités utilisées doivent
être indiquées .

Les graduations sont choisies de telle sorte que la valeur la plus
grande à placer soit le plus loin possible
sur l'axe et que la lecture ou la recherche d'une valeur soit
facile.
On choisira par exemple pour une unité 1 cm ou 2cm ou encore
2,5 cm ou 5 cm (car cela se divise
facilement en 5 fois 0,2 unité
)
Un point du graphique est reporté avec soin au crayon de papier .
Il ne faut pas tracer de lignes pour repérer
le point . Celui ci est marqué par un signe + dessiné avec soin .

> Comment tracer le graphique :
Comment expliquer une certaine dispersion des points ?
1° On doit vérifier que l'on a correctement reporté ces points
2° Une mesure n'est jamais parfaite .On utilise des appareils de mesure
dont l'affichage peut fluctuer légèrement et cet appareil n'a pas une
qualité parfaite .Pour ces raisons la mesure lue ne correspond pas
exactement à la valeur exacte . On dit que l'on fait une erreur de
mesure. (La valeur la plus grande de cette erreur est appelée
« incertitude absolue » On la note ? ?U , ?I , ? T par exemple
)


3° Il faut maintenant tracer le graphique . Doit on joindre les points
un à un ? NON JAMAIS .
Alors comment faire et pourquoi : Il faut imaginer que si on avait des
appareils de qualité suffisante et si on pouvait
réaliser de nombreuses mesures ,certaines erreurs seraient évitées et
on disposerait de bien plus de points . Le graphique
que l'on doit tracer est cette ligne idéale qui donne l'évolution
générale de la grandeur étudiée . Elle ne passe pas
forcément par tous les points pour les raisons données avant . Mais
on essaie de la faire passer le plus prés d'un
maximum de points.
Attention : souvent le point O fait partie du graphique , si c'est
le cas il ne sera pas oublié .

Exemples :


. +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+


La ligne est tracée à la règle (transparente) si c'est une ligne
droite ,sinon à la main et avec un
crayon de papier HB (pas trop gras) .Ce n'est que plus tard qu'on pourra
la repasser en couleur.


> Que signifie « modéliser le graphique » ? C'est chercher l'expression
mathématique de la fonction représentée .

et caractérisant la façon dont la grandeur varie en fonction de
la variable.

Au lycée de nombreuses courbes sont des lignes droites et sont
modélisables par une expression de la forme


y = a*x ou y = ax + b selon qu'elles passent par O ou pas
.

Le travail consistera à chercher le coefficient directeur a et
l'ordonnée à l'origine b si nécessaire .
On utilisera pour cela les méthodes mathématiques .
On veillera à indiquer les unités car en physique on ne doit
jamais les oublier .
Parfois on utilisera l'ordinateur pour modéliser . Il suffira de
préciser le 1° et le dernier point de la courbe à modéliser,
et d'indiquer l'expression mathématique qui nous paraît correspondre
à la fonction dont on modélise le graphe.

REUSSIR UN EXERCICE EN SCIENCES PHYSIQUES Fiche n° 2


. Lire attentivement l'énoncé et revoir la signification de certains
termes si nécessaire.
. Reproduire le schéma qui accompagne l'énoncé ou ne pas hésiter à en
réaliser un .
. Situer l'exercice dans la leçon .
. Se donner tous les moyens de travailler sur la situation en
ajoutant si nécessaire les notations
qui pourraient manquer (tout en respectant les conventions de la
leçon)
. Pour chaque question : - bien voir ce qui est demandé
- rechercher les indications utiles (les
« données »)
- Situer et indiquer la partie de la leçon
correspondant à la situation
de la question et sur laquelle vous vous appuyer
pour trouver la réponse
(C'est ce que l'on appelle « la justification de la
réponse » : une réponse
non justifiée n'a aucune valeur pour le
professeur )
- En adaptant les notations à l'exercice noter sous
forme littérale la solution . Préciser les unités
.
- Procéder à certains calculs annexes si
nécessaire (conversion d'unités)
en justifiant vos calculs.
- Procéder au calcul numérique en dernier
.(calculatrice)
- Ne pas garder dans le résultat plus de chiffres
significatifs que celle des données qui en
possède le moins .(Voir fiche spéciale n° 3
)
- Analyser le caractère plausible du résultat si
possible .
- Souligner ou encadrer le résultat .

EXEMPLE :
V

R

P A
B

UPA UAB I


UPN A





N
C
Schéma proposé
Schéma complété 1,5 pts
ENONCE : Le circuit ci dessus est alimenté par un générateur de
tension de 12 , 0V
La tension aux bornes de la diode est de 0,65
V et 0,00V pour l'ampèremètre .
On désire que l'intensité du courant ne
dépasse pas 30 mA
1 ° Quelle valeur faut il donner à la résistance de
protection ?
2° Quelle sera la puissance maximale a choisir
pour cette résistance ? 0.25 W 0,5W , 1 W ou 2 W ?
Solution rédigée: avec barème
1° Le montage étudié comprend une résistance ,une diode un
ampèremètre montés en série . 0,5
La diode cst connectée à un voltmètre monté en dérivation qui mesure la
tension à ses bornes.
Soient UPN ,UPA UAB ,les tensions aux bornes des 3 premiers appareils
(générateur compris ; voir schéma) et I l'intensité commune
traversant ces appareils .
La loi d'additivité des tensions me permet d'écrire UPN = UPA + UAB +
UBC + UCN 0,5 + 0,5
D'ou je tire UPA = UPN- (UAB + UBC + UCN)
0,5

Or on sait que les tensions sont nulles aux bornes des fils conducteurs
parcourus par le courant donc

UCN = 0,00V ce qui amène UPA = 12,0 -( 0,65+0,00+0,00) = 11,35 V
0,5

L'utilisation de la loi d'Ohm pour la résistance donne UPA= R*I d'ou
je tire R = UPA / I 0,5 +0,5
I devant être exprimée en ampère nous aurons : I = 30mA = 30 * 10-3
A = 3 *10-2 A 0,5
ce qui permet enfin de calculer R : R = 11,35 / 3*10-2 = 11,35*10 2 /
3 = 1135 / 3 = 3,8*102 (.

2° La puissance consommée dans la résistance est donnée par la
relation P = R *I 2 elle vaut : 0,5
P =3,8*102*(3*10-2)2 =3,8*102*9*10 - 4 = 0,34 W une résistance de
puissance maximum 0,500W conviendra très bien pour cet usage .(Une
puissance supérieure conviendrait également ) 0,5 + 0,5

REUSSIR UNE DEMARCHE LITTERALE EN SCIENCES PHYSIQUES Fiche n° 7


Il s'agit de trouver la solution en utilisant les notations littérales
de l'exercice ou de la leçon ,les calculs utilisant les données numériques
de l'énoncé ne devant être réalisés qu'en dernier.

Cette façon de faire est exigée en classe de seconde, elle permet à
l'élève d'apprendre à réaliser des raisonnements faisant plus appel à
l'abstraction. On