Activité Troisième

Activité documentaire Notre-Dame des Oiseaux
L’atome, constituant de la matière

Socle commun de connaissances et de compétences
Compétence 3 Acquis En cours Non acquis
Pratiquer une démarche scientifique et technologique
Résoudre des problèmes
Savoir utiliser des connaissances et les compétences mathématiques
Objectifs
— Connaı̂tre les constituants d’un atome
— Savoir que la matière a une structure lacunaire
— Savoir que les atomes et les molécules sont électriquement neutres
— Savoir que les ions et les électrons sont chargés électriquement
1 Documents
Dès 420 avant J.-C., Démocrite (philosophe grec) a l’intuition de l’existence des atomes et invente leur nom (� atomos � en
grec qui signifie insécable). Aristote (philosophe grec) conteste cette existence et son prestige est tel qu’il faut attendre le
début du XIXème siècle pour que l’idée reprenne vie.
- En 1805, John Dalton annonce au monde l’existence des atomes.
- En 1881, J. J.Thomson découvre l’un des composants de l’atome. Il s’agit de particules élémentaires négatives appelées
électrons.
- Au début du XXème siècle, l’ambition des physiciens est de proposer un modèle de l’atome en précisant la répartition de
la charge électrique à l’intérieur de celui-ci.
- En 1904, Thomson partant de l’idée que l’atome est électriquement

neutre, pense qu’il doit contenir des charges positives qui doivent compen-
ser les charges négatives des électrons. Il suppose que la charge positive
est répartie dans un petit volume (qui peut avoir la forme d’une sphère) et
que les électrons sont parsemés dans cette sphère (pudding de Thomson).
- En 1910, Rutherford bombarde différents échantillons de matière (cuivre, or, argent)

avec des particules et il déduit de son expérience que la charge positive doit occuper
un tout petit volume qu’il appelle � noyau �. Après � un petit calcul � il trouve que la
majorité de la masse de l’atome est concentrée dans un noyau minuscule par rapport
au reste de l’atome. Les dimensions du noyau sont de l’ordre de 10−15 m (100 000 fois
moins que les dimensions de l’atome) et sa charge totale compense celle des électrons.
Rutherford pense alors au modèle planétaire pour décrire un atome. En effet, la masse du système solaire est essentiellement
concentrée dans le Soleil tout comme celle de l’atome est concentrée dans le noyau. Il propose donc comme modèle un tout
petit noyau chargé positivement et comportant l’essentiel de la masse de l’atome, autour duquel les électrons décrivent des
orbites. Depuis, d’autres modèles plus complexes ont permis d’expliquer de nombreux autres phénomènes. Le modèle actuel
de l’atome est l’aboutissement d’une longue histoire au cours de laquelle les représentations qu’on s’en fait ont profondément
évolué.
Classe de 3e Page 1/3 27 juillet 2017

Nous retiendrons pour la classe de troisième un modèle simple constitué

d’un noyau autour duquel gravitent, sans trajectoires particulières, des
électrons qui forment un nuage électronique. Il est nécessaire d’élaborer
un modèle pour pouvoir expliquer différents phénomènes et en prévoir les
conséquences. Celles-ci, soumises à l’expérience, permettent de valider le
modèle, de l’améliorer ou de le rejeter. Cependant, il n’est pas toujours
nécessaire d’utiliser le modèle le plus complexe pour expliquer de façon
simple un certain nombre d’observations. Il suffit de bien en connaı̂tre les
conditions d’utilisations.
2 Questions
1. Qui est le premier à avoir énoncé le mot ”atomos” ? A quelle époque était-ce ?
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2. Que signifie ”atomos ” en grec ?
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Parmi les différents savants qui ont participé à l’élaboration du modèle atomique, relever ceux qui sont cités
3.
dans le texte depuis le début du XIXème siècle.
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4. Quel est le constituant de l’atome découvert par J. J. Thomson ?

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5. Cette particule porte-t-elle une charge électrique ? Si oui, de quel signe ?
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6. Que déduit Rutherford de son expérience ?
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7. Après un petit calcul, que trouve-t-il à propos :
- de la masse de l’atome comparée à celle du noyau ?
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- des dimensions de l’atome comparées à celle du noyau ?
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A partir de vos réflexions et des réponses précédentes, justifier pourquoi on peut dire que la matière est constituée
8.
essentiellement de vide.
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9. Le modèle de l’atome a évolué au fil des siècles, selon vous qu’est-ce qui justifie cette évolution ?
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10. Pourquoi les scientifiques utilisent-ils des modèles ?
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11. Que doit-on préciser quand on utilise un modèle ?
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Activité expérimentale Notre-Dame des Oiseaux
Tests d’identification de quelques ions

Objectifs
— Identifier certains ions présents dans une solution aqueuse ;
— Respecter des consignes expérimentales.
1 Test de l’ion chlorure, Cl−
Dans une solution aqueuse de chlorure de sodium, c’est-à-dire d’eau salée, verser quelques gouttes de nitrate
1.
d’argent. Qu’observez-vous ?
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L’ion chlorure négatif, de formule Cl− , a réagi avec l’ion positif argent de formule Ag+ pour former un solide
2. insoluble dans la solution appelé précipité. Dans des solutions aqueuses de chlorure de zinc puis de chlorure
de cuivre (II), verser quelques gouttes de nitrate d’argent. Qu’observez-vous ?
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3. Exposer quelques minutes à la lumière un de ces précipités et noter vos observations.
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2 Tests d’ions positifs ou cations
2.1. Test de l’ion cuivre(II), Cu2+
3
1. Observer une solution de chlorure de cuivre (II) dont quelques cm sont contenus dans un tube à essais. Quelle
est la couleur de la solution ?
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Cette couleur est due à la présence d’ions cuivre (II), de formule Cu2+ , les ions chlorure étant incolores puisque
2. l’eau salée qui en contient est incolore. Pour confirmer la présence de ces ions, ajouter quelques gouttes de soude
dans la solution de contenant des ions cuivre (II), Cu2+ . Qu’observe-t-on ?
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2.2. Test de l’ion fer(II), Fe2+
Ajouter quelques gouttes de soude à quelques cm3 d’une solution de chlorure de fer (II) dont la teinte verte est
due à la présence des ions fer (II), de formule Fe2+ . Qu’observe-t-on ?
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2.3. Test de l’ion fer(III), Fe3+
Ajouter quelques gouttes de soude à quelques cm3 d’une solution de chlorure de fer (II) dont la teinte orangée,
est due à la présence des ions fer (III), de formule Fe3+ . Qu’observe-t-on ?
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2.4. Bilan
Colorier et légender les tubes à essais ci-dessous afin de représenter les trois précipités ainsi obtenus.

Conclusion :
Certains ions positifs réagissent avec la soude en formant un précipité de couleur
- bleue lorsqu’il s’agit des ions cuivre (II) de formule Cu2+ ;
- vert foncé dans le cas des ions fer (II) de formule Fe2+ ;
- rouille pour les ions fer (III) de formule Fe3+ .
3 Identification d’une solution ionique inconnue

Vous disposez d’une solution inconnue X, de nitrate d’argent, de soude et de tubes à essais.
1. Quelle est la couleur de la solution X ?
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2. Quels ions positifs peut-elle éventuellement contenir ?
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3. Réaliser les expériences nécessaires à l’identification des ions positifs et négatifs présents dans votre solution.
4. Faire les schémas de vos expériences.
5. Quels sont les ions négatifs présents dans la solution X ? (indiquer leur nom et leur formule)
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6. Quels ions positifs contient la solution X ? (écrire leur nom et leur formule)
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7. Quel nom peut-on donner à la solution X ?
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Mesure du pH de solutions aqueuses,

influence de la dilution
Objectifs
— Savoir mesurer un pH et identifier les solutions neutres, acides et basiques.
— Observer l’effet d’une dilution sur le pH d’une solution acide.
Document du professeur 4/7
Nom : Physique – Chimie
Prénom :
Classe : MESURE DU pH DE SOLUTIONS
Date : AQUEUSES, DILUTION
1 Mesure du pH d’une solution Document du professeur 4/7
Objectifs : Nom-: Savoir mesurer un pH et identifier
Physiqueles–solutions
Chimie neutres, acides et basiques.
Prénom
Classe :
:
- Observer MESURE
l’effet d’une dilution sur le pH DU
d’unepH DE SOLUTIONS
solution acide.
1.1. Le pH 1d’une
Activité : Mesuresolution
Date : etsolution
du pH d’une sa mesure AQUEUSES, DILUTION
1. Le pH d’une solution et sa mesure.

Le pH est un nombre sans
Le pHunité
est uncompris
Objectifs :
entre 0 d’une
et 14dilution
qui renseigne quisur le caractère acide, acide,
- Savoir mesurer un pH et identifier les solutions neutres, acides et basiques.
nombre sans
- Observer unité
l’effet compris entre
sur0leetpH
14d’une renseigne sur le caractère
solution acide.
neutreneutre
ou basique
ou basiqued’une solution
aqueuse. On peut mesurer le pH d’une
d’une solution solution
aqueuse. On peut avecmesurerdulepapier
pH d’une indicateur
solution avec dedupH dont
papier la couleur
indicateur de pHvarie
dont laen fonction du pH
ou avec un pH-mètre, couleur
appareil électronique comportant une sonde stylo,
qui plonge
appareildans la solution : dans
unecesonde
cas qui
l’affichage de la
Activité 1 : Mesure du pH d’une solution
varie en fonction du pH ou avec un pH-mètre électronique comportant
valeur du pH se fait sur l’écran
plonge 1. Le
dans directement.
lapHsolution
d’une solution
: dansetcesa cas
mesure.
l’affichage de la valeur du pH se fait sur l’écran directement.
Le pH est un nombre sans unité compris entre 0 et 14 qui renseigne sur le caractère acide, neutre ou basique
d’une solution aqueuse. On peut mesurer le pH d’une solution avec du papier indicateur de pH dont la
1.2. Mesure
On avec du papier pH du pH: ou avec un pH-mètre stylo, appareil électronique comportant une sonde qui
2. Mesure avec du papier
couleur
pH.
varie en fonction
disposeplonge
des solutions ci-dessous
dans la solution : dans ce cas l’affichage de la valeur du pH se fait sur l’écran directement.
On dispose des solutions ci-dessous

2. Mesure:avec du papier pH.
On dispose des solutions ci-dessous :
Déboucheur Soda Soda EauEau

Déboucheur minérale
minérale Vinaigre
Vinaigre EauEau de Javel
de Javel
Mettre un peu de chaque solution

Mettre à un
Mettre
un peu de tester dans solution
peu de chaque
chaque solutionunà tester
bécher.
à tester dans un bécher.
dans un bécher.
Dans 5 soucoupes, disposer 5 petits morceaux de papier pH (de 2 cm de longueur au maximum).
A l’aide d’un agitateur, prélever une goutte de chaque solution que vous déposerez sur chaque morceau de
papier pH.
Comparer la couleur prise par le papier pH à celle de l’échelle de teinte de son boîtier
A l’aide d’un agitateur, prélever une goutte de chaque solution que vous déposerez sur chaque morceau de papier pH.
A l’aide d’emballage.
d’un agitateur, prélever une goutte de chaque solution que vous déposerez sur chaque morceau de
papier pH.
Comparer la couleur prise par le
Comparer la
papier
Entre chaque pH à celle
mesure,
couleur prise
de l’échelle
rincer l’agitateur
par leci-dessous
papier pH
avec dede teinte
l’eau
à celle pHde de
distilléede
l’échelle
son boı̂tier
et l’essuyer d’emballage.
proprement.
de teinte de son boîtier
Entre chaque mesure, d’emballage.
rincer l’agitateur
Indiquer dansavec de l’eau distillée
le tableau et l’essuyer
la valeur du proprement.
chaque solution.
© PIERRON 2008 Mesure du pH de solutions aqueuses, dilution (page 4)

Entre chaque mesure, rincer l’agitateur avec de l’eau distillée et l’essuyer proprement.
Indiquer dans le tableau ci-dessous la valeur du pH de chaque solution.
© PIERRON 2008 Mesure du pH de solutions aqueuses, dilution (page 4)
Solution Destop Coca Eau minérale Vinaigre Eau de Javel

pH
1.3. Mesure avec le pH mètre
Effectuer une nouvelle série de mesures de pH en utilisant le pH-mètre.

Enlever le capuchon du pH-mètre. Plonger la sonde dans chaque solution à tester. Entre deux mesures rincer la sonde et la
sécher délicatement avec du papier filtre. Remettre le capuchon du pH-mètre à la fin des mesures.
Solution Destop Coca Eau minérale Vinaigre Eau de Javel

pH
1. Quelle méthode apporte le plus de précision dans la mesure du pH ?

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2. Pourquoi est-il nécessaire de rincer la sonde et l’agitateur entre chaque mesure ?
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Déboucheur
Activité documentaire solution de Soda Eau minérale Vinaigre Notre-Dame des Oiseaux
Eau de Javel
canalisation
1.4. Relation entre

pH pH et12,3
les ions en3,3solution 7,0 2,2 10,5
Placer sur l’échelle de pH ci-dessous les 5 solutions proposées.

Quelle méthode apporte le plus de précision dans la mesure du pH ? le pH-mètre stylo.
Pourquoi est-il nécessaire de rincer la sonde et l’agitateur entre chaque mesure ? Le rinçage a pour but
d’éviter le mélange des solutions, ce qui fausserait la valeur du pH.
4. Relation entre le pH et les ions en solution. *
Placer sur l’échelle de pH ci-dessous les 5 solutions proposées.
Une solution acide contient plus d’ions H+ que d’ions HO− +

Une solution neutre Une contientsolution autant acide contient
d’ions H+ plusque d’ionsd’ions HO −
H que d’ions HO-
Une solution neutre contient autant d’ions H que d’ions HO- +
Une solution basique contient plus d’ions HO− que d’ions H+ -
Une solution basique contient plus d’ions HO que d’ions H+
1. Quelle est la solution neutre ?
. . . . . . . . . . . . .Quelle
. . . . . . .est
. . .la. .solution
. . . . . . . .neutre
. . . . . .?. l’eau
. . . . . .minérale
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Quelles sont les solutions « acides » ? le soda et le vinaigre
. . . . . . . . . . . . .Quelle
. . . . . .est
. . .la. .solution
. . . . . . .la. .plus
. . . .acide
. . . . .?. .le. .vinaigre
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Quelles sont les solutions « basiques » ? l’eau de Javel et le déboucheur de canalisation
2. Quelles sont Quelle les solutions � acides � ?
est la solution la plus basique ? le déboucheur de canalisation
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. . . . . . .©
. .PIERRON
. . . . . . . . .2008
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesure
. . . . . . du
. . .pH
. . de
. . .solutions
. . . . . . .aqueuses,
. . . . . . . .dilution
. . . . . .(page
. . . . .5). . . . . . . . . . . . . .
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3. Quelle est la solution la plus acide ?
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4. Quelles sont les solutions � basiques � ?
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5. Quelle est la solution la plus basique ?
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2 Effet d’une dilution sur le pH d’une solution acide

Dans un petit bécher noté 1, verser un peu d’acide chlorhydrique. Prendre le pH-mètre, enlever son capuchon et plonger sa
sonde dans l’acide chlorhydrique contenu dans le petit bécher précédent. Vider ensuite le bécher 1 dans un plus grand bécher
noté 2 contenant déjà un volume d’eau distillée égal à 5 fois le volume d’acide précédent. Effectuer une nouvelle mesure de
pH. La reporter dans le tableau. Vider enfin le contenu du bécher 2 dans un plus grand bécher contenant aussi 5 fois plus
d’eau distillée que le contenu du bécher 2. Effectuer une dernière mesure de pH et reporter la valeur dans le tableau.

Solution HCl initiale HCl moyennement dilué HCl encore plus dilué
pH
1. Comment évolue le pH d’une solution acide lors de la dilution ?

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2. Que cela indique-t-il ?
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3. Les solutions acides diluées sont-elles encore acides ?
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Réaction entre l’acide chlorhydrique et le

fer
Objectifs
— Découvrir la composition de l’acide chlorhydrique ;
— Réaliser la réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer ;
— Identifier les produits de cette transformation chimique ;
— Ecrire la réaction chimique qui traduit cette transformation chimique.
1 Analyser l’acide chlorhydrique
Mettre de l’acide chlorhydrique dans un bécher et mesurer son pH

1.
à l’aide d’un papier pH :
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2. Quel est le caractère de l’acide chlorhydrique, comme son nom l’indique ? Expliquez.
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Déduire de ce qui précède quels sont les ions qui sont contenus en quantité importante dans l’acide chlorhy-
3.
drique ?
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Verser quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent dans
4. un peu d’acide chlorhydrique contenu dans un tube à essais.
Qu’observez-vous ?
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5. Que montre cette réaction ?
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2 Réaliser la réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer
Mettre 1/2 spatule de poudre de fer dans un tube à essais puis

1.
verser dessus 2 cm3 d’acide chlorhydrique. Qu’observez-vous ?
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Boucher le tube avec un bouchon adapté, attendre quelques ins-

tants pour que le dégagement de gaz soit suffisant, puis enlever le
2.
bouchon et approcher une allumette enflammée de l’ouverture du
tube légèrement incliné. Que se produit-il ?
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3. Ceci est caractéristique du gaz très inflammable qui s’est dégagé lors de la réaction. Lequel :
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Ecrivez la formule chimique du dihydrogène :
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(a) Lorsque la réaction entre le fer et l’acide chlorhydrique a eu lieu,

ajouter de l’eau distillée dans le tube à essais jusqu’au 2/3 environ,
puis répartir la solution S obtenue dans deux autres tubes notés 1
et 2.
Dans le tube 1, verser quelques gouttes d’une solution de nitrate
(b)
d’argent. Qu’observez-vous ?
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! ..................................................................
Dans le tube 2, ajouter goutte à goutte de la soude jusqu’à ce qu’un précipité apparaisse. Quelle est la couleur
(c)
de ce précipité ?
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(d) Quel nom peut-on donner à la solution S ?
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4. La réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer est une transformation chimique. pourquoi ?
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5. Quels sont les réactifs et les produits ?
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6. Ecrire ci-dessous la réaction chimique qui traduit cette transformation chimique.
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Caractéristiques du mouvement
Objectifs
— Description des mouvements
— Catactérisation des vitesses
Classe de 3ème Chapitre 1

Mécanique Activité n°1
1 Mouvement ou pas ?
Chapitre 1 : Activité n°1 : différents types de mou vements
Objectifs :
T
Reconnaître différents types de mouvements et savoir les définir. V
Documents :
M
S
Doc n°1
Doc n°2
Doc n°4
Doc n°3
Doc n°5
I Mouvement ou pas ?
! Concernant le document n°1 :
1. Le motard est-il en mouvement par rapport à la route ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1) Le motard est-il en mouvement par rapport à la route ? ……………………………..
2.
2) Le
Lemotard
motardest-il
est-ilenenmouvement
mouvementpar
parrapport
rapportà àsasamoto
moto? ?. .…………………………….
........................................................
3. La Terre est-elle en mouvement par rapport au Soleil ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Le soleil est-il en mouvement par rapport à Mercure ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Labarre
5.3) La Terrefixe
est-elle enen
est-elle mouvement
mouvementpar
parrapport auau
rapport Soleil ? …………………………….
gymnaste ? ...................................................
4) La Terre est-elle en mouvement par rapport à Vénus ? …………………………….
5) Le soleil est-il en mouvement par rapport à Mercure ? …………………………….
Classe
6)de
La3barre
e
fixe est-elle en mouvement par rapportPage 1/3
au gymnaste ? ……………………………. 27 juillet 2017
2 Mouvement et trajectoire
Observez sur le document n°1 les lignes blanches dessinées sur le dos du motard. Quelle propriété ont- elles les
1.
unes par rapport aux autres ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Quelle est la trajectoire du point A du carénage de la moto par rapport à la route ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Déduisez de ces deux questions le nom que l’on donne au mouvement de la moto dans le document n°1 : ..
..................................................................................................................
..................................................................................................................
4. Quelle est la trajectoire des planètes Terre, Vénus et Mercure, par rapport au soleil ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
5. Quelle est la trajectoire des pieds du gymnaste par rapport à la barre fixe ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3 Mouvement et vitesse :
1. Concernant le document n°1 :

(a) Observez les distances qui séparent le casque sur les différentes photos. Qu’ont-elles de particulier ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
Sachant que dans une chronophotographie, l’intervalle de temps entre la prise de chaque photo est le même, que
(b)
pouvez-vous dire sur la vitesse du motard sur ce document ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
(c) Comment appelle-t-on ce type de mouvement ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
(a) Observez les distances qui séparent le casque sur les différentes photos. Qu’ont-elles de particulier ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
(b)
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................


(a) Observez les distances qui séparent le casque sur les différentes photos. Qu ?ont-elles de particulier ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
(b)
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................

Modélisation des forces

Seconde / Physique Objectifs B. L’univers en mouvements et le temps

— Caractérisation des forces
— FaireDE
II. NOTION le FORCES
bilan des forces
Quand un objet A et en interaction avec un objet B, on appelle force exercée par A sur B la grandeur qui caractérise
1 Description
l’action de A des
sur B. forces
ur
Un force est représentée par un vecteur
Quand un objet A et en interaction avec un objetF AB, noté : / B dont les caractéristiques sont :
on appelle force exercée par A sur B la grandeur qui caractérise
• L’origine,
l’action de A sur B. le point d’application de la force ;
• La direction de la force ; �
→
Un force est représentée par un vecteur noté : F A˛B
• Le sens de la force ;
— L’origine, le point (ou
• La longueur d’application
norme) notéde FAla force ;
/ B , proportionnelle à sa valeur (Unité : le Newton noté N).
— La direction de la force ;
— Le sens de la: force
Remarque Elle se; mesure à l’aide d’un dynanomètre.
— La longueur (ou norme) noté FA˛B , proportionnelle à sa valeur (Unité : le Newton noté N).
1. Le livre posé sur la paillasse
Remarque : Elle se mesure à l’aide d’un dynanomètre.
Faire la liste des forces qui s’exercent sur le livre (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
1. Le livre posé sur la paillasse
Nom de la force
Préciser la nature, le
type (contact ou à
distance)
Point d’application
Direction
Sens
L’intensité (N)
Que peut-on dire de ces forces ?

— Faire la liste des forces qui s’exercent sur le livre (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
Décrire
. . . . . . .l’état
. . . . .dans
. . . . .lequel
. . . . . .se. .trouve
. . . . . .livre
. . . . .dans
. . . . le
. . référentiel
. . . . . . . . . .terrestre
. . . . . . . .: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...............................................................................................................
. . . . . . .2.. .Le
. . .bouchon
. . . . . . . . .de. . la
. . .bouteille
. . . . . . . . de
. . .champagne
..........................................................................
— Que peut-on dire de ces forces ?
Faire
. . . . .la. .liste
. . . . des
. . . .forces
. . . . . .qui
. . .s’exercent
. . . . . . . . . .sur
. . .le. .bouchon
. . . . . . . .(compléter
. . . . . . . . . . le
. . tableau)
. . . . . . . .et. .les
. . .représenter
. . . . . . . . . . sur
. . . .le. .schéma.
.......................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
— NomDécrirede lal’état
forcedans lequel se trouve le bouchon dans le référentiel terrestre :
...............................................................................................................
Préciser
. . . . . . . . .la. .nature,
. . . . . . . .le. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
type
. . . . . .(contact
. . . . . . . . .ou
. . . . à. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
distance)
2. Le bouchon de la bouteille de champagne
— Point
Faired’application
la liste des forces qui s’exercent sur le livre (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
...............................................................................................................
Direction
...............................................................................................................
...............................................................................................................
Sens
...............................................................................................................
. . . . . . . . . . .(N)
L’intensité ....................................................................................................

Activité documentaire
Faire la liste des forces qui s’exercent sur le bouchon (compléter le tableau) et les représenter Notre-Dame
sur le schéma.des Oiseaux
Nom de la force
type (contact ou à
distance)
Direction
Sens
L’intensité (N)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Que peut-on
— Professeur dire deEric
Barrandon ces forces ? Lycée La Merci
...............................................................................................................
BARRANDON@lamerci.com
...............................................................................................................
...............................................................................................................
— Décrire l’état dans lequel se trouve le bouchon dans le référentiel terrestre :
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
3. L’enfant sur le skate board
— Faire la liste des forces qui s’exercent sur le skate board (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma .
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
— Que peut-on dire de ces forces ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
Seconde
. . . . . . . . /. .Physique
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B.. . L’univers
. . . . . . . . . en
. . .mouvements
. . . . . . . . . . . . et
. . .le. .temps
.....
— Décrire l’état dans lequel se trouve l’enfant dans le référentiel terrestre :
. . . . . . . 3.
. . .L’enfant
. . . . . . . . .sur
. . . .la. .trottinette
......................................................................................
.Faire
. . . . la
. . .liste
. . . .des
. . . .forces
. . . . . .qui
. . . s’exercent
. . . . . . . . . . sur
. . . .l’enfant
. . . . . . . (compléter
. . . . . . . . . . .le
. . tableau)
. . . . . . . . et
. . les
. . . .représenter
. . . . . . . . . . sur
. . . .le. .schéma.
......................
...............................................................................................................
Nom de la force
type (contact ou à
distance)
Direction
Sens
L’intensité (N)
4.
III. QUELS SONT LES EFFETS D’UNE FORCE SUR UN OBJET

Observer chacune des situations. Dans chaque cas, outre le poids, quelles sont les forces qui s’exercent sur l’objet étudié ?
Situation 1 : l’objet d ’étude est le ballon Situation 2 : l’objet d ’étude est la bille

II. NOTION DE FORCES
l’action de A sur B.
ur
2 Bilan des forces Un force est représentée par un vecteur noté : F A / B dont les caractéristiques sont :
• L’origine, le point d’application de la force ;
Une malle est posée sur un •plan La incliné. Elle
direction de est soumise
la force ; à son poids de 6 N, à la réaction normale du plan incliné
perpendiculaire au plan incliné et dont le point d’application est un point de contact entre le plan et la malle et à une force
• La longueur (ou norme) noté FA / B , proportionnelle à sa valeur (Unité : le Newton noté N).
de frottement due à la rugosité du plan incliné parrallèle au plan et dont le point d’application est le même que la réaction
normale.
Remarque : Elle se mesure à l’aide d’un dynanomètre.
1. Le livre posé sur la paillasse
Seconde / Physique B. L’univers en mouvements et le temps
II.
Nom NOTION DE FORCES
de la force
Préciser
l’action delaAnature,
sur B. le
type (contact ou à ur
distance)
Un force est représentée par un vecteur noté : F A / B dont les caractéristiques sont :
• L’origine, le point d’application de la force ;
•Point
Lad’application
direction de la force ;
G G
Direction
• La longueur (ou norme) noté FA / B , proportionnelle à sa valeur (Unité : le Newton noté N).
Sens
Remarque : Elle se mesure à l’aide d’un dynanomètre. P
L’intensité
1. Le(N)
livre posé sur la paillasse
α
Décrire l’état dans lequel se trouve livre dans le référentiel terrestre :
Nom de la force
R
Préciser2.laLenature,
bouchonle de la bouteille de champagne
type (contact ou à
Faire
1. Faire le bilan des forces la liste des forces qui s’exercent sur le bouchon (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
distance)
Nom de la force
Direction
Sens
type (contact ou à
α
distance)
L’intensité (N)
Direction
Décrire l’état dans lequel se trouve livre dans le référentiel terrestre :
Sens
L’intensité
2. Le(N)
bouchon de la bouteille de champagne
Faire la liste des forces qui s’exercent sur le bouchon (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
2
Nom de la Barrandon
Professeur force Eric Lycée La Merci
type (contact ou à
distance)
Direction
Sens
L’intensité (N)

2
Professeur Barrandon Eric Lycée La Merci

Faire la liste des forces qui s’exercent sur le bouchon (compléter le tableau) et les représenter sur le schéma.
Nom de la force
type (contact ou à
distance)
Direction
Sens
L’intensité (N)

Représenter ces trois forces à l’aide de vecteurs en respectant le fait que
2 la somme globale des forces est nulle
2. Professeur
et en prenant comme échelle cm ∼ 1 N.Eric
1 Barrandon Lycée La Merci

Poids et masse d’un corps

Objectifs
— Déterminer les caractéristiques du poids d’un corps
— Savoir mesurer la valeur un poids
— Etablir une relation entre le poids et la masse d’un objet
— Tracer un graphique en utilisant un tableur ou du papier millimétré.
1 Découvrir les caractéristiques du poids d’un corps

Le poids d’un corps est la manifestation de la gravitation au voisinage d’une planète. Le poids d’un objet situé au voisinage
de la Terre est l’action à distance que la Terre exerce sur lui. Il est dû à l’attraction gravitationnelle que la Terre exerce sur
toute la masse de l’objet
1.1. Sens et direction du poids
Vous disposez d’un objet de forme quelconque attaché à une ficelle et d’un fil à plomb suspendu à une potence.
— Faire passer la ficelle soutenant l’objet sur la potence de sorte que la ficelle se trouve la plus proche possible du fil à
plomb et maintenir l’objet en suspension ;
— Comparer la direction de la ficelle soutenant l’objet et celle du fil à plomb ;
— Lâcher maintenant la ficelle.
1. A quoi sert un fil à plomb dans la vie quotidienne ? Que permet-il de mettre en évidence ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Lorsque la ficelle a été lâchée, selon quelle direction et dans quel sens s’est effectué le mouvement de l’objet son
2.
l’action de son poids ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
1.2. L’intensité du poids
L’intensité d’un poids se mesure avec un dynamomètre. On note P l’intensité du poids d’un objet. L’unité légale de poids
est le newton (N).
— Vérifier que le curseur du dynamomètre est bien devant la gradua-

tion � 0 � lorsqu’aucun objet ne lui est accroché, sinon faire le
réglage en tournant le dispositif prévu à cet effet.
— Accrocher l’objet dont on veut connaitre le poids au dynamomètre
lui-même suspendu à une potence. Attendre l’immobilité et lire l’in-
tensité du poids grâce à la position de l’index devant la graduation
où il se trouve.
— Le poids de l’objet est : P = ...........

2 Etablir la relation entre la masse et l’intensité du poids d’un corps

Vous disposez d’un dynamomètre et de masses marquées qui sont des objets dont les masses sont connues et notées dessus.
— Mesurer le poids de divers objets obtenus en combinant les masses marquées qui vous sont proposées comme indiqué
dans le tableau ci-après.
— Faire vérifier une des 5 mesures par le professeur.
— Reporter les mesures dans le tableau ci-dessous.
Objets Objet 1 Objet 2 Objet 3 Objet 4 Objet 5

Masse m (kg)
Poids P (N)
g = P /m (N/kg)
Calculer pour chaque mesure le quotient que l’on appellera � g � du poids P de la masse exprimé en newtons
—
par la valeur m de celle-ci exprimée en kilogramme.
2.1. Tracé de la courbe P = f m
Deux possibilités sont proposées :

- soit réaliser le tracé du graphique sur papier millimétré
- soit entrer les données dans un tableur puis tracer la courbe P = f (m).

Tracé de la courbe : Echelle :

horizontalement : 1 cm ≅ 0,1 kg
verticalement : 1 cm ≅ 1N
2.2. Conclusion
La courbe P = f (m) est une droite ........................ Ceci confirme que le poids P d’un objet et sa masse m sont deux
grandeurs ....................... On peut alors écrire ...................... avec le poids P exprimé en ...................... (N), la masse m
exprimée en ...................... (kg) et g, intensité locale de la pesanteur, exprimée en newtons/kilogrammes (N/kg).
3 Poids et lieu
Sur la Lune, l’intensité de la pesanteur a pour valeur gLune = 1 ,65 N/kg. Quel serait le poids PObjet3−Lune de
1.
l’objet 3 sur la Lune ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Le poids de Tintin sur la Lune est égal à PT intin−Lune = 115,5 N. Quelle est la masse mT intin de Tintin sur la
2.
Lune ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Quel est le poids de Tintin sur la Terre ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Le poids de Milou sur la Terre est égal à PM ilou−T erre = 200 N. Quel est le poids de Milou sur la Lune :
4.
PM ilou−Lune ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
5. Compléter les phrases ci-dessous.
La masse d’un corps ne ......................... pas du lieu où on se trouve, alors que le poids d’un corps varie avec le lieu.
Dans la relation P = .........................., c’est ..................qui varie selon le lieu entraı̂nant la variation de P !

Energie cinétique, énergie potentielle de

pesanteur et conservation de l’énergie
mécanique
Socle commun Document du professeur
de connaissances 3/7
et de compétences
Physique – Chimie
Energie mécanique -
Conservation de l’énergie lors d’une Objectifschute libre
— Savoir que l’énergie mécanique se transforme
— Expliquer comment l’eau d’un barrage acquiert de la vitesse lors de sa chute
— Etablir une relation entre le poids et la masse d’un objet
— Vérifier la conservation de l’énergie mécanique lors d’une chute libre
mécanique se transforme
1 Quelles énergies sont mises en jeu lors de la chute d’une balle ?
eau d’un barrage acquiert de la vitesse lors de sa chute
on de l’énergie
1.1. mécanique
Expérience lors d’une chute libre
On dispose d’une balle assez dense qu’on laisse tomber verticalement d’une hauteur h au-dessus du sol, sans vitesse initiale.
ises enLejeu
sollors
sert de
deréférence
la chutepour l’énergie
d’une ballede?position. La chute est filmée à l’aide d’une caméra, le film obtenu sera étudié dans
le logiciel Avimeca afin d’obtenir la chronoponctuation observée ci-contre.
qu’on laisse tomber

s du sol, sans vitesse
position.
, le film obtenu sera
btenir la chrono-
ctuation :
rgie de position ou énergie cinétique) ?

1.2. Exploitation de la vidéo
rgie cinétique est nulle.
Avant la chute :
1. Quel type d’énergie possède la balle (énergie potentielle de pesanteur ou énergie cinétique) ?
de la chute ? .La
. . . vitesse
. . . . . . . . .augmente.
.....................................................................................................
. . . . cinétique
ue ? Son énergie . . . . . . . . . . . .augmente
. . . . . . . . . . . également.
.......................................................................................
Queposition
2. de
Son énergie vaut sondiminue.
énergie cinétique ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
peut-on dire de la valeur de la vitesse de la balle ?
Classe de 3
e
Page 1/3 27 juillet 2017
étique ? Son énergie cinétique est maximale.

Lors de la chute :
1. Comment varie la vitesse de la balle lors de la chute ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Comment varie alors son énergie cinétique ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Comment varie son énergie de position ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
À la fin de la chute :
1. Au moment où la balle touche le sol, que peut-on dire de la valeur de la vitesse de la balle ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Que peut-on dire alors de son énergie cinétique ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Que vaut son énergie potentielle de pesanteur ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
1.3. Conclusion
On appelle énergie mécanique, Em , d’un objet la somme à tout instant de son énergie de position Ep et de son énergie
cinétique Ec :
Em = Ep + Ec
Lors de la chute libre d’un objet, l’énergie mécanique de cet objet se modifie : l’énergie de position de l’objet est convertie
en énergie cinétique.
2 L’énergie mécanique se conserve-t-elle en l’absence de frottements ?

On dispose d’une balle assez dense qu’on lance verticalement vers le haut.
On étudie la façon dont les énergies mises en jeu lors de la montée et de la descente de la balle évoluent en prenant pour
repère de son énergie cinétique et de son énergie de position, son passage devant une règle située à une hauteur h au-dessus
du sol aussi bien lors de la montée que de la descente. Le lancer est filmé à l’aide d’une caméra et le film est étudié dans le
logiciel Avimeca afin d’obtenir les deux chrono-ponctuations.
Remarque : Entre deux positions de la balle, il s’écoule toujours le même temps t. Par conséquent, plus la vitesse de la balle
est élevée, plus la distance parcourue entre deux photos est grande.
2.1. Étude de la partie de la trajectoire correspondant à la montée de la balle
1. Lors de sa montée, comment évolue la vitesse de la balle ?

..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Comment varie son énergie cinétique ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Comment évolue son énergie potentielle de pesanteur ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
2.2. Étude des énergies au sommet de sa trajectoire
Au sommet de sa trajectoire, la balle s’arrête avant de retomber vers le sol. Ainsi, au sommet de sa trajectoire, la balle
possède une vitesse nulle donc une énergie cinétique nulle et son énergie de position est alors maximale.

2.3. Étude de la descente de la balle
1. Lors la descente de la balle, comment évolue sa vitesse ?

..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Comment varie son énergie cinétique ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Comment évolue son énergie potentielle de pesanteur ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Conclusion :
Lors de la descente de la balle, son énergie de position diminue : elle est convertie en énergie cinétique.
2.4. Conclusion
Lors du mouvement d’une balle uniquement soumise à son seul poids, tout frottement étant négligé, l’énergie mécanique de
cette balle se conserve : ce qui est perdu en énergie de cinétique est gagné en énergie de position et inversement :
Em = Ec + Ep = constante
en l’absence de frottement.

Tâche complexe Notre-Dame des Oiseaux
Devenez expert en sécurité routière

Objectifs
— Sensibilisation à la sécurité routière
— Utiliser un graphique et manipuler des équations
— Résoudre un problème en argumentant
Contexte
La route est sèche et il fait beau. Pour déposer Mathilde au collège, une voiture se gare devant l’entrée. Imprudemment,
sans regarder, Mathilde ouvre la portière alors que, derrière, Florian arrive en scooter (Doc.1) Le motocycliste freine mais
il ne peut éviter la collision. Pour mener l’enquête, la police examine deux documents (Doc.2 et Doc.3). Après examen de
ces deux documents, l’inspecteur de police conclut son Devenez un: expert !
rapport ainsi
— leSituation-problème
conducteur du scooter était
: fatigué ou inattentif
— le système de freinage du scooter était défaillant
Votre mission doc
Vous êtes expert chargé de faire une étude détaillée de cet accident pour la commission de la sécurité routière
qui vous recruté.
— En vous aidant des documents, vous justifierez doc la première conclusion du rapport de l’inspecteur de
police.
— En vous aidant des documents, vous justifierez la 2nde conclusion du rapport du rapport de l’inspecteur
de police.
Documents
Doc 1
1
Les positions successives de Florian en scooter, à partir de l’instant où il voit la

portière s’ouvrir jusqu’au moment où il percute la portière, sont les suivantes :
Florian voit Florian commence Florian percute

la portière s’ouvrir à freiner la portière
échelle de temps : l’intervalle de temps entre deux points est 500 ms

échelle de distance : 1cm représente 2,5 m.
Le premier point (A0) sera pris comme origine du temps (t = 0)
Doc 2
Doc.1
CONSIGNES : Vous êtes des experts chargés

de faire une étude détaillée de cet accident
pour la commission de sécurité routière qui vous
a recruté.
En vous aidant des documents 2, A et B,

mps entre deux points est 500 ms
e 2,5 m.
Tâche complexe Notre-Dame des Oiseaux
me origine du temps (t = 0)
s chargés
ident
e qui vous
et B,
rapport
, A, B, C
n du
prenant,
che et Doc.2 : Courbe représentant la distance de freinage en fonction de la vitesse sur route sèche pour un scooter en bon état
Doc 3 : Courbe représentant la distance de freinage
en fonction de la vitesse sur route sèche pour un
scooter en bon état.
Supports de travail :
L’arrêt d’un véhicule n’est jamais immédiat car il comporte toujours deux phases :
la phase de réaction et la phase de freinage.
Doc A : Les différentes phases pour s’arrêter

Doc.3 : Les différentes phases pour s’arrêter
La durée de réaction tR est estimée normalement à 1s.

Elle dépend de l’état du conducteur : elle augmente en cas de fatigue,
d’inattention (télephone par exemple, etc …)
Classe de 3e Doc B : La durée de réaction Page 2/3 27 juillet 2017

Tâche complexe
Doc C : Utiliser les relations mathématiques liées à la proportionnalité Notre-Dame des Oiseaux
1000 3600
km m heure seconde
1000 3600
Doc.4 : Rappels sur les conversions

Doc D : Rappels sur les conversions
Doc. 5 : Utilisation des relations mathématiques :
v= ⇔d=v×t⇔t=
d d
t v
Doc. 6 : La durée de réaction

La durée de réaction tR est estimée normalement à 1 s. Elle dépend de l’état du conducteur : elle augmente en cas de
fatigue, d’inattention (téléphone par exemple, etc.)

La production d’électricité dans les

centrales : l’alternateur
Document du professeur 5/10
e Savoir utiliser des connaissances et les compétences mathématiques
TION D’ELECTRICITE DANS LES
RALES ; L’ALTERNATEUR
Objectifs
— Étudier le fonctionnement d’un alternateur ;
— Découvrir différents modes de production de l’énergie électrique ;
— Distinguer une source d’énergie renouvelable d’une source d’énergie non renouvelable.
rgie électrique ;
e source d’énergie non renouvelable.
1 Etudier un alternateur de bicyclette
lette
génère une
et le feu
oue.
Une bicyclette est parfois équipée d’un alternateur qui génère une tension
nt les deux électrique permettant d’allumer le phare avant et le feu rouge arrière lorsque
son galet est mis en contact avec la roue.
Observer un alternateur de bicyclette démonté. Quels sont les
1.
deux éléments fondamentaux dont il constitué ?
le ? ..........................................................................
..........................................................................
..........................................................................
t électrique ?
alternateur.
ntinue, à un
2. (a) Si on relie cet alternateur à une lampe, la lampe brille-t-elle ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
mesurée est (b) Que faut-il faire pour que l’alternateur fournisse du courant électrique ?
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
tourner lentement l’aimant par l’intermédiaire
e.

un Activité expérimentale Notre-Dame des Oiseaux
On relie une pile qui est un générateur de ten-

sion continue, à un voltmètre à � zéro central
� dont l’aiguille peut varier en fonction de la
tension.
3. Que fait l’aiguille du voltmètre ?
t .............................................
.............................................
.............................................
.............................................
Supposons que l’aiguille du voltmètre dévie vers la droite et que

4. l’on ait une tension mesurée est positive. Inverser les connexions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
aux bornes de la pile. Que se passe-t-il ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Si on relie l’alternateur de bicyclette au voltmètre et qu’on le fait tourner lentement l’aimant par l’intermédiaire
1.
du galet. Que remarque-t-on ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. La tension aux bornes du voltmètre est-elle constante ou variable au cours du temps ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
entement l’aimant par l’intermédiaire

3. Est-elle toujours positive, toujours négative ou alternativement positive et négative ? Expliquer.
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................

du temps Document du tantôt
professeur 7/10
Activité; expérimentale
elle est positive, Notre-Dame des Oiseaux
fit de faire tourner un aimant devant
2 Produire de
ner successivement une
la tension
bobine lealternative
pôle
Vous disposez d’un aimant et d’une bobine dont les extrémités sont reliées à un voltmètre à 0 central.
Approchons rapidement de la bobine le pôle nord de l’aimant. Que
1.
se passe-t-il ?
les .....................................................................
.....................................................................
centrale hydroélectrique .....................................................................
.....................................................................
émités .....................................................................
ne 2. Éloignons maintenant de la bobine le pôle nord de l’aimant.

Qu’observe-t-on ?
nt.
de .....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
EL .....................................................................
3. Avec ce dispositif, comment produire une tension alternative ?
qui ....................................................................................................................
ns. ....................................................................................................................
un ....................................................................................................................
....................................................................................................................
ve ? ....................................................................................................................
e nord
Conclusion :
imant ...................................................................................................................
...................................................................................................................
imant ...................................................................................................................
...................................................................................................................
ant ...................................................................................................................
les ...................................................................................................................
formé ...................................................................................................................
L.
...................................................................................................................
...................................................................................................................
e sud de l’aimant sont exactement inverses.
en
3 Décrire
mant : faire tournerlelefonctionnement d’une centrale hydroélectrique
galet revient à faire
ur
de 3.1. Fonctionnement de l’alternateur
e bobine tournant devant un aimant : cela
mêmesVous
cardisposez
ce quid’un support,
compte estd’un
le alternateur,
mouvement d’une manivelle, de deux fils de connexion et d’une DEL (diode électroluminescente).
ur
ntaux d’un alternateur que sont l’aimant et Fixons l’alternateur sur le support et le relier à la DEL à l’aide
er 1. des deux fils de connexion. Rappeler quels sont les deux éléments
principaux qui constituent un alternateur.
ne
en ..................................................................
..................................................................
..................................................................
2. Fixons la manivelle sur l’axe de l’alternateur.
3. On tourne la manivelle. Qu’observez-vous ?
vu ..................................................................
..................................................................
..................................................................
rver ? ..................................................................
..................................................................

Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
3.2. Fonctionnement de la centrale hydroélectrique
Vous disposez maintenant d’un module � roue à aubes � en plus de l’alternateur.

1. Enlevons délicatement la manivelle de l’alternateur (tenir la manivelle d’une main et l’alternateur de l’autre main).
2. Fixons la partie transparente du module sur l’alternateur grâce à sa partie adhésive en prenant soin de centrer son
orifice central sur l’axe de l’alternateur. Une légère pression sur le module permet de bien positionner le système
d’accrochage.
3. On place la roue à aubes sur l’axe de l’alternateur.
4. On relie le tuyau d’écoulement du robinet au tube prévu sur le module.
5. Ouvrons progressivement le robinet. Que peut-on observer ?
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
4 Décrire le fonctionnement d’une centrale éolienne
4.1. Fonctionnement de l’alternateur
Vous disposez d’un support, d’un alternateur, d’une manivelle, de deux fils de connexion et d’une DEL (diode électroluminescente).
Fixons l’alternateur sur le support et relions le à la DEL à l’aide des deux fils de connexion.
1. On fixe la manivelle sur l’axe de l’alternateur.
2. On fait tourner la manivelle. Qu’observez-vous ?
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................

ui
n
Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
nt ...................................................................................................................
es ...................................................................................................................
L. ...................................................................................................................
4.2. Fonctionnement de la centrale éolienne

e
Vous disposez, en plus de l’alternateur, d’un module � éolienne � et soit d’une soufflerie soit d’un sèche-cheveux.
ur 1. Enlevons délicatement la manivelle de l’alternateur (tenir la mani-
e velle d’une main et l’alternateur de l’autre main).
2. Fixons le module � éolienne � sur l’axe de l’alternateur.
. On expose le module au vent ou à défaut au souffle d’une soufflerie
3. ou d’un sèche-cheveux maintenu à distance (attention : le module
ne éolienne est en matière plastique !) Qu’observez-vous ?
..................................................................
ce
re ..................................................................
..................................................................
Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
5 Décrire le fonctionnement de quelques centrales électriques
Compléter le texte ci-dessous, qui résume le fonctionnement d’une centrale électrique, à l’aide des mots suivants :
1.
hydroélectrique / turbine / bobine / thermique / air / alternateur / mécanique / alternative / électroaimant
Dans une centrale électrique, un fluide possédant de l’énergie ................................ ................................fait tourner une
............................................................ Ce fluide est l’eau dans une centrale ...............................................................,
l’.............................................................. dans une centrale éolienne et la vapeur d’eau dans une centrale thermique.
Dans son mouvement de rotation, la turbine entraı̂ne l’................................................................ de l’..........................................
ce qui crée une tension ............................................................ entre les extrémités de la .............................................................
dans laquelle tourne cet ..............................................................
Faire un schéma qui résume les conversions d’énergie dans les différentes centrales (utiliser les mots : mécanique,
2.
thermique ou électrique).

Parmi les centrales évoquées ci-dessus, indiquer celle(s) qui utilise(nt) une source d’énergie renouvelable et
3.
celle(s) qui utilise(nt) une source d’énergie non renouvelable. Justifier votre choix.
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Conclusion :
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................

La puissance électrique
Document du professeur 3/ 7
Savoir utiliser des connaissances etPhysique
Nom : les compétences
– Chimie mathématiques
Prénom :
Classe :
Date : La puissance électrique
Objectifs
— Calculer l’intensité I du courant électrique qui traverse une lampe en fonctionnement normal
Objectifs : de sa puissance nominale P et de sa tension nominale U ;
à partir
— oComprendre
Comparer que plus ladepuissance
le produit la tension et le nombreUdes
d’utilisation appareils
appliquée auxassociés en dérivation
bornes d’une lampe parsont
l'intensité plus
importants, I du courant électrique
l’intensité qui la
du courant traverse àqui
électrique sa les
puissance nominale
alimente P en sous
est grande courant
tension
"continu" et en courant "alternatif";
constante.
o Calculer l'intensité I du courant électrique qui traverse une lampe en fonctionnement normal à
partir de sa puissance nominale P et de sa tension nominale U ;
o Comprendre que plus la puissance et le nombre des appareils associés en dérivation sont
importants, plus l'intensité du courant électrique qui les alimente est grande sous tension
1 Relation entre la puissance nominale P , la tension d’utilisation U et l’intensité
constante.
I du courant électrique
ACTIVITE quilala
1 : relation entre traverse
puissance pour
nominale P, la une
tensionlampe à incandescence
d'utilisation U et l’intensité I du courant
électrique qui la traverse pour une lampe à incandescence
Voici quelques lampes de puissance et de tension nominales différentes.
Voici quelques lampes de puissance et de tension nominales différentes.
U=6V-P=2,4W U=12V-P=5W U=12V-P=21W U=24V-P=25W
1. Expériences
1.1. Expériences
- Réaliser un montage en série comportant un générateur, un interrupteur, une lampe et un ampèremètre pour
mesurer l’intensité I du courant électrique qui la traverse.
- Placer un voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension entre ses bornes.
— Réaliser un montage en série comportant un générateur, un interrupteur, une lampe et un ampèremètre pour mesurer
l’intensité I du courant électrique qui la traverse.
— Placer un voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension entre ses bornes.
1.2. Mesures
G V
Après avoir adapté la tension de sortie du générateur à la tension d’utilisation de chacune des lampes, fermer
l’interrupteur, puis effectuer les mesures et compléter le tableaux suivant :
LampeA6 V - 2,4 W Lampe 12 V - 5 W Lampe 12 V - 21 W Lampe 24 V - 25 W

I (A)
U (V)
U ×I
© PIERRON 2008 La puissance électrique (page 3)

1. Expériences
1. Expériences
- Réaliser un montage en série comportant un générateur, un interrupteur, une lampe et un ampèremètre pour
- Réaliser
mesurer l’intensité un montage
I du courant en série
électrique quicomportant
la traverse.un générateur, un interrupteur, une lampe et un ampèremètre pour
mesurer l’intensité I du courant électrique
- Placer un voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe quipour
la traverse.
mesurer la tension entre ses bornes.
- Placer un voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension entre ses bornes.
G V
G V
A
A

© PIERRON 2008 La puissance électrique (page 3
2 Prédire l’intensité du courant électrique qui circule dans une lampe de
puissance connue
2.1. Calcul de l’intensité du courant électrique dans une lampe
À partir de la relation P = U × I établie dans l’activité 1, déduire la façon de calculer l’intensité du courant
qui passe dans une lampe. Faire le calcul pour une lampe de puissance nominale P = 1,8 W et de tension
d’utilisation normale U = 6 V.
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
2.2. Réaliser le circuit qui va permettre de mesurer cette intensité
1. Sur quelle tension régler le générateur ?

..................................................................................................................
..................................................................................................................
2. Quel instrument faut-il choisir pour mesurer l’intensité I ′ ?
..................................................................................................................
..................................................................................................................
3. Faire le schéma du circuit.
Mesure de l’intensité I ′ :
..................................................................................................................
..................................................................................................................

2.3. Conclusion
Aux incertitudes de mesures près, peut-on dire que l’intensité mesurée I ′ est égale à l’intensité I calculée ?
.........................................................................................................................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Document
. . . . . . . . . . .du
. . . professeur
. . . . . . . . . . . 6/
. . 7. . .
3 IntensitéACTIVITE
du courant électrique
3 : Intensité dans
du courant le circuit
électrique principal
dans le circuit alimentant
principal plusieurs
alimentant plusieurs
Document du professeur
appareils
6/ 7
appareils électriques associés en dérivation
électriques associés en dérivation.
ACTIVITE 3 :1.Intensité du courant
Réalisation électrique
du circuit : dans le circuit principal alimentant plusieurs appareils
électriques associés en dérivation.
3.1. Réalisation du circuit
Régler le générateur sur la tension U = 12V et utiliser une lampe bi filament (12V - 5W, 18W)
1. Réalisation du circuit :
À l’aide du schéma et de la photographie ci-dessous, réaliser le circuit en dérivation tel qu’il est proposé.
Régler le Régler
générateur sur la tension
Ungénérateur
le ampèremètre = 12dans
esttension
sur la Uplacé UV=et12V
leutiliser
circuit une lampe
principal
et utiliser et bi filament
deux
une lampe (12 (12V
V -permettent
biinterrupteurs
filament 5-W,
5W,1818W)
W). À l’aide dules
de commander schéma et
filaments
de la photographie ci-dessous, réaliser le circuit en dérivation tel qu’il est proposé. Un ampèremètre est placé dans le circuit
À l’aidede
dula lampe
schéma séparément.
et de la photographie ci-dessous, réaliser le circuit en dérivation tel qu’il est proposé.
principal Un
et deux interrupteurs
ampèremètre permettent
est placé de commander
dans le circuit principal etlesdeux
filaments de la lampe
interrupteurs séparément.
permettent de commander les filaments
de la lampe séparément.
Allumer chaque filament individuellement, puis simultanément et compléter le tableau suivant en mesurant à
chaque fois l’intensité du courant principal I et en calculant la puissance P = U.I
Allumer chaque filament individuellement, puis simultanément et compléter le tableau suivant en mesurant à
Allumer chaque filament individuellement, puis simultanément et compléter I le tableau P=U.Isuivant en mesurant à
= ×
chaque fois l’intensité du courant principal I et en calculant la puissance P = U.I
chaque fois l’intensité du courant principal I et
Filament 1 (5 W) en calculant la puissance
0,45 A P U I
P1 = 12,1 × 0,45 =5,4W
Filament 2 (18 W) I 1,24 A P2P=U.I
= 12,1 × 1,24 = 15 W
FilamentsFilamentFilaments 1 (5 W) 1et 2 0,45 I A 1,69 AP1 = 12,1 PT = ×P12,1= U×=5,4W
0,45 ×1,69
I =20,5 W
Filament 2. Conclusion 1 (5 W):
Filament 2 (18 W) 1,24 A P 2 = 12,1 × 1,24 = 15 W
Filament 2 (18 W) Filaments 1et 2 1,69 A P T = 12,1 × 1,69 =20,5 W
2. Filaments
Conclusion1: et 2
Aux incertitudes de mesures près, peut-on dire que la puissance totale PT reçue par l’ensemble des filaments
placés en dérivation est égale à la somme des puissances reçues par chacun des filaments pris séparément ?
(Rayer ci-dessous
Aux incertitudes de mesures la mention
près, peut-on inexacte) dire que la puissance totale PT reçue par l’ensemble des filaments
3.2. Conclusion OUI / par NON
placés en dérivation est égale à la somme des puissances reçues chacun des filaments pris séparément ?
Pour une tension
(Rayer ci-dessous la mention d’utilisation
inexacte)donnée, peut-on affirmer que l’intensité du courant électrique dans le circuit
Aux incertitudesprincipal de mesures près, peut-on dire
est proportionnelle que la puissance
à la puissance des lampes
OUI / NON totale PT reçue
associées par l’ensemble
en dérivations ? (Rayer des ci-dessous
filaments la mention
placés enPour dérivation est égale à la somme des puissances reçues par
inexacte) d’utilisation donnée, peut-on affirmer que l’intensité du courant électrique dans le circuit chacun des filaments pris séparément ?
. . . . . . . . . . . . . . une
. . . . tension
.......................................................................................................
OUI / NON
. . . . . . . . . principal
. . . . . . . . . est
. . . .proportionnelle
. . . . . . . . . . . . . . .à. la. . .puissance
. . . . . . . . . .des
. . . lampes
. . . . . . . .associées
. . . . . . . . .en
. . .dérivations
. . . . . . . . . . .?. .(Rayer
. . . . . . .ci-dessous
. . . . . . . . . . la
. . .mention
..............
inexacte) Compléter le texte en vous aidant des termes suivants : augmente, intensité, nombre, puissance.
.........................................................................................................................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .OUI. . . . ./. NON
..........................................................
Compléter le texte en
L'intensité
Pour une tension d’utilisation donnée, peut-on affirmer que vous aidant
du des
courant termes suivants
électrique qui : augmente,
parcourt intensité,
l’intensité fil dunombre,
un courant
du circuit
électrique puissance.
principaldans le augmente
circuit avec le
nombre et la puissance
principal est proportionnelle à la puissance des lampes associées en dérivations ? des appareils placés en dérivation.
. . . . . . . . . . . . . . . .L'intensité
. . . . . . . . . . . .du . . . .courant
. . . . . . . . .électrique
. . . . . . . . . . .qui
. . . .parcourt
. . . . . . . . . .un. . . .fil
. . .du
. . . .circuit
. . . . . . . principal
. . . . . . . . . . .augmente
. . . . . . . . . . .avec
. . . . . le
..........
. . . . . . . . . . . . . . . .nombre
. . . . . . . .Il.et.faut
.la
. . .puissance
. . . . . .être
donc . . . .des
. . . .appareils
prudent . . . . .dans
. . . . .placés
.l'usage
. . . . . .en.des
. .dérivation.
. .rallonges
. . . . . . . . . .multiprises.
.............................................
.........................................................................................................................
. . . . . . . . . . . . . . . .Il
. . faut
. . . . .donc
. . . . . être
. . . . .prudent
. . . . . . . . .dans
. . . . .l'usage
. . . . . . . .des
. . . .rallonges
. . . . . . . . . .multiprises.
....................................................
L’intensité du courant électrique qui parcourt un fil du circuit principal augmente avec le nombre et la puissance des
appareils placés en dérivation.2008
© PIERRON Il faut donc être prudent dans l’usage des rallonges multiprises. La puissance électrique (page 6)

Energie électrique
Objectifs
— Comprendre que l’énergie électrique transférée à un appareil électrique dépend de la puis-
sance de cet appareil et de la durée de son utilisation.
— Lire les indications d’un compteur d’électricité.
L’énergie électrique E transférée pendant une durée t à un appareil de puissance nominale P est donnée par la relation
E =P ×t
(1)
L’unité légale d’énergie est le joule (J).
1 J est l’énergie transférée à un appareil électrique absorbant une puissance P = 1 W fonctionnant pendant un temps t =
1 s.
Cependant, le compteur qui mesure la consommation d’énergie électrique des installations domestiques ou industrielles
utilise une autre unité : le kilowattheure (kWh).
1 kWh est l’énergie transférée à un appareil électrique de puissance P = 1 kW fonctionnant pendant un temps t = 1 h.
1 kWh est équivalent à 3, 6 × 106 J.
Le wattheure (Wh) est une unité peu usitée qui correspond à l’énergie transférée à un appareil de puissance P = 1 W
fonctionnant pendant un temps t = 1 heure.
1 Wh équivaut à 3, 6 × 103 J ou encore à un millième de kWh.

Résolution de problème : Combien ça coûte ?
Un grille-pain de puissance nominale P = 1 kW est

utilisé pour toaster des tranches de pain. L’opération
dure t= 1 min.
En vous aidant de cette facture d’électricité, calculer le coût de l’utilisation en euros du grille-pain pendant une
minute.
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Les signaux
Objectifs
— Description des signaux
— Période et fréquence
— Vitesse de propagation
1 Les signaux sonores
1.1. Communication entre les dauphins
Les dauphins utilisent des ondes pour communiquer. Ils produisent des sifflements et des signaux brefs appelés clics. Les
dauphins à long bec émettent 30 clics par série, une série durant en moyenne 1,0 minute.
Données :
Vitesse des ondes dans l’eau : v = 1500 m/s.
La fréquence f est reliée à la période T du signal tel que
↵
f = T1
⌦
1. Calcule la période d’émission des clics, c’est-à-dire la durée entre deux clics consécutifs ?
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2. Quelle est la fréquence d’émission des clics ?
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3. A quelle gamme de fréquences appartiennent ces ondes acoustiques ?

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4. Calcule la durée nécessaire pour q’un dauphin situé à 1,2 km de l’émetteur reçoive le signal ?
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2 Les signaux lumineux
Les CD, DVD et Blu-ray sont des diques servant au stockage de données sous forme numérique. L’information, gravée sur
les disques, est lue avec une diode laser adaptée au type de support.
La longueur d’onde ⁄ est reliée à la fréquence f du signal tel que
↵
⁄= c
⌦
f
où c est la vitesse de la lumière.

1. Quelle est la vitesse de propagation c de ces ondes électromagnétiques ?
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2. Calculer la fréquence correspondante des trois signaux utilisés ?
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— Pourquoi perçoit-on l’éclair lumineux avant le son du tonnerre ?

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— Quelle est la distance parcourue par le son en 3 secondes ?
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On dit souvent que ”Le plus simple et le plus proche de la réalité, c’est de compter le nombre de secondes
— qui sépare l’éclair du tonnerre et de le diviser par 3 pour obtenir directement la distance en km” . Comment
pouvez-vous retrouver ce résultat ?
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Activité Troisième

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Activité documentaire Notre-Dame des Oiseaux

L’atome, constituant de la matière

- En 1904, Thomson partant de l’idée que l’atome est électriquement

- En 1910, Rutherford bombarde différents échantillons de matière (cuivre, or, argent)

Classe de 3e Page 1/3 27 juillet 2017

Nous retiendrons pour la classe de troisième un modèle simple constitué

4. Quel est le constituant de l’atome découvert par J. J. Thomson ?

Classe de 3e Page 2/3 27 juillet 2017

Classe de 3e Page 3/3 27 juillet 2017

Tests d’identification de quelques ions

1 Test de l’ion chlorure, Cl−

Classe de 3e Page 1/3 27 juillet 2017

2 Tests d’ions positifs ou cations

2.1. Test de l’ion cuivre(II), Cu2+

2.2. Test de l’ion fer(II), Fe2+

2.3. Test de l’ion fer(III), Fe3+

Classe de 3e Page 2/3 27 juillet 2017

3 Identification d’une solution ionique inconnue

Classe de 3e Page 3/3 27 juillet 2017

Mesure du pH de solutions aqueuses,

1. Le pH d’une solution et sa mesure.

On dispose des solutions ci-dessous

Déboucheur Soda Soda EauEau

Mettre un peu de chaque solution

© PIERRON 2008 Mesure du pH de solutions aqueuses, dilution (page 4)

Indiquer dans le tableau ci-dessous la valeur du pH de chaque solution.

Solution Destop Coca Eau minérale Vinaigre Eau de Javel

1.3. Mesure avec le pH mètre

Effectuer une nouvelle série de mesures de pH en utilisant le pH-mètre.

Solution Destop Coca Eau minérale Vinaigre Eau de Javel

1. Quelle méthode apporte le plus de précision dans la mesure du pH ?

Classe de 3e Page 2/4 27 juillet 2017

1.4. Relation entre

Placer sur l’échelle de pH ci-dessous les 5 solutions proposées.

4. Relation entre le pH et les ions en solution. *

Placer sur l’échelle de pH ci-dessous les 5 solutions proposées.

Une solution acide contient plus d’ions H+ que d’ions HO− +

2 Effet d’une dilution sur le pH d’une solution acide

Classe de 3e Page 3/4 27 juillet 2017

1. Comment évolue le pH d’une solution acide lors de la dilution ?

Classe de 3e Page 4/4 27 juillet 2017

Réaction entre l’acide chlorhydrique et le

1 Analyser l’acide chlorhydrique

Mettre de l’acide chlorhydrique dans un bécher et mesurer son pH

Classe de 3e Page 1/3 27 juillet 2017

2 Réaliser la réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer

Mettre 1/2 spatule de poudre de fer dans un tube à essais puis

Boucher le tube avec un bouchon adapté, attendre quelques ins-

(a) Lorsque la réaction entre le fer et l’acide chlorhydrique a eu lieu,

Classe de 3e Page 2/3 27 juillet 2017

Classe de 3e Page 3/3 27 juillet 2017

Classe de 3ème Chapitre 1

1. Concernant le document n°1 :

Classe de 3e Page 2/3 27 juillet 2017

3. Concernant le document n°5 :

Classe de 3e Page 3/3 27 juillet 2017

Modélisation des forces

Seconde / Physique Objectifs B. L’univers en mouvements et le temps

Que peut-on dire de ces forces ?