PROGRESSION Sciences Physiques classe de quatrième 32 semaines à 1h30 par semaine année 2013 -2014 C. VEZO At : attitude / Ca :capacité / Co : connaissances / AE activ élève / AP: act prof / AD: activ documentaire semaine domaine Thème /activité/contenu compétences Chim Composition de l’air « expression de la langue française avec le mot air », « l’air au quotidien » AD : « la longue histoire de l’atmosphère» p.10 Fraction et pourcentage des gaz présents Représentation à l’aide d’un diagramme circulaire (AE) (utilisation du tableur Excel pour tracer les diagrammes : AP ordi) Propriétés de l’air Volume, masse détermination exp de la masse d’un litre d’air grâce au ballon de basket (AP+E) estimation (OdG) puis calcul de la masse d’air dans la salle de classe (AE) Compressibilité , expansibilité, notion et mesure de pression Exp avec seringue, variation volume, pression DI : « bouteille de plongée sous marine » Existence du manomètre. Unité de pression Co :savoir les proportions 20% dioxygène pour 80% diazote Ca : traiter par des diagrammes des données Info : utiliser fonction graphique d’un tableur 4 sem Pression atmosphérique et notion de météo DI « le journal TV : alerte au cyclone Gafilo » Appareil mesure le baromètre Unités de mesure le Bar (1bar = 1000 hPa) Unité historique le cm de Hg L’Intensité du courant mesure de l’intensité, utilisation d’un multimètre en ampèremètre, choix d’un calibre (AE) 4 sem Elec Elec 3 sem Chim 2 sem Unicité de l’intensité dans un circuit en série (AE) Notion de branche principale et branches dérivées Lois d’additivité des courants dans un circuit comportant des dérivations (AE) La tension électrique DI « des piles pour mon Mp3 , une batterie pour mon scooter» Notion de tension, appareil mesure et branchement du voltmètre (AP) Etude expérimentale, mesure de tensions (AE) Aux bornes d’un fil, d’un générateur, de dipôles branchés en série et en dérivation Lois d’additivité des tensions (circuit série) et loi d’égalité de la tension dipôles en dérivation Activité élève : distinguer tension et intensité Mesures couplées U et I : vérifier la validité des lois en série et en dérivation, en changeant l’ordre et le nombre de dipôles dans un circuit en série (AE) Des Molécules aux atomes (AE) : question «Essayer d’ expliquer les combustions et leurs propriété à l’aide du modèle moléculaire déjà vu » : limite du modèle actuel : nouveau modèle, l’atome (AP) NB : le modèle moléculaire peut expliquer les transformations physiques, le modèle atomique , les transformations chimiques Co : unités masse et volume, Ca : calculer un volume (pavé) en déduire une masse. Donner un Odg Co : USI de pression : Pa Si V> alors p< et inversement. Appareil mesure HDA : « dessin de Lavoisier » Co : savoir que la météo dépend bcp des variations de la pression atm Unité, baromètre, savoir que la force d’un cyclone est lié à la valeur de la pression atm au centre Co : notations, unité, ordre de grandeur, appareil de mesure (symbole et branchement) notion de calibre Ca : utiliser un multimètre en ampèremètre, choisir un calibre adapté, lire et donner la valeur de I Utiliser la loi des nœuds pour trouver une intensité Co : grandeur U, unité, ordre de grandeur U peut être négatif Lois des tensions (circuit série et dériv) Ca : utiliser un multimètre en voltmètre, choisir un calibre adapté, lire et donner la valeur de U Ca : analyser les limites d’un modèle At : changer de modèle pour avancer dans la science 2 sem Elec Chim 2 sem L’Adaptation DI : « la lampe de bureau de Mark : branchée sur une pile ronde ?? » Lecture des tensions et intensité nominale (AE) Etude expérimentale éclat d’une lampe branchée à différents générateur et relevé de UL et I Qu’est-ce que brûler ? DI : « la bougie enfermée dans un bocal » Notion de réactifs et de produits (AE) Combustion du carbone (fusain) dans O2 Pompage du gaz formé : Test à l’eau de chaux >0, identification de CO2 Test à la bûchette enflammée (<0) Ecriture simple de l’équation de réaction Combustions de butane (gaz à briquet) DI : « contrôle qualité sur les briquets chez la société Mafana / le directeur a reçu des réclamations sur la molette d’arrivée d’air et veut qu’on analyse les combustions et qu’on lui fasse un rapport» (AE) Différentes combustions possibles, identifier les fumées noires de carbone: écriture des réactions (éval ) (AP) : existence du monoxyde de carbone 3 sem AD : « une combustion incomplète très dangereuse : la cigarette » doc p78 microméga (AE) Utilisation des modèles atomiques (compacts) pour expliquer les combustions du carbone, méthane, butane Ecriture des équations avec les formules moléculaires, équilibrer. (éval form Illustration de la conservation de la masse Réaction chimique en flacon étanche, sur une balance (craie dans acide chlorhydrique) (AP) 2 sem Elec 2 sem La résistance électrique (AE) DI :« quand je branche le fer à repasser, la lumière baisse !! » Influence R dans un circuit Mesure de R au ohmmètre Faire une mesure de U et de I et calculer le rapport le comparer à la valeur mesurée au ohmmètre La loi d’OHM (AE) Comment varie l’intensité du courant dans une résistance quand la tension à ses bornes varie ? Relation U=RI Ca : bien distinguer U et I Ca : prévoir le fonctionnement d’un appareil en lisant ses grandeurs nominales Co : notion de combustible et comburant Une combustion nécessite du dioxygène, elle libère de l’énergie sous forme de chaleur Disparition de réactifs, apparition de produits Ca: savoir identifier CO2 , écrire une équation en identifiant réactifs et produits Ca : mettre en place un protocole expérimental Réaliser des tests, valider rédiger un compte rendu Co : combustions complètes et incomplètes ; dangers de certaines combustions incomplètes Co atome formule, association et formules des molécules CO2, H2O, O2, CH4, C4H10… Ca : utiliser des modèles moléculaires Co : lois de conservation Ca : équilibrer une équation , appliquer les règles de conservation Co : unité le Si R > alors I < Ca : mesurer R avec un ohmmètre Ca : schématiser un montage qui permet de tracer une caractéristique, tracer la caractéristique U =f(I), trouver R en utilisant la droite Co : loi d’Ohm : U=RI Utilisation de cette loi pour prévoir (U ou I) Ca : utiliser la loi pour prévoir une des grandeurs (U, I ou R) 2 sem Lumière La lumière blanche : DI : « l’arc en ciel» Origine des lumières colorées, décomposition de la lumière par un réseau, spectre de la lumière blanche (AP), Doc : « un arc en ciel, comment ça marche ?? » p 175 microméga Co : la lumière blanche est composée de lumières colorées Ca : réaliser un spectre continue Co : principe d’un filtre coloré. Utilisation des filtres couleurs primaires R,V, B Absorption d’une partie du spectre, émission de la lumière colorée (AP+E) Ecran coloré éclairé en lumière blanche Ca : utiliser des filtres colorés, reconstituer des couleurs par superposition de lumières colorées Superposition de lumières colorées : synthèse additive : (AE) reconnaître les couleurs primaires et secondaires, reconstituer une lumière blanche / disque de Newton : AD « Newton découvre la lumière blanche » doc p 174 microméga HDA : Art et lumière Ca : utiliser un logiciel de simulation des couleurs Activité Elève sale info : « découverte du logiciel Flash, synthèses, écran TV, :… » 2 sem La couleur des corps DI : «BD: Des gendarmes placés sous un éclairage jaune voient passer une voiture noire qui roule trop vite. Ils la signalent par radio aux motards qui ne la voient jamais arriver… une voiture bleue passe pourtant devant eux….» (AE) : mise en place d’expériences en utilisant filtres et objets colorés, synthèse des résultats 2 sem Les lentilles DI « tintin et le temple du soleil : tintin allume la pipe du capitaine haddock avec une loupe » Lentille convergente et divergente, recherche du foyer et détermination de la distance focale Concentration de l’énergie et augmentation de la température (exp : sonde température) Co: la couleur d’un objet dépend de la lumière qu’il reçoit, ce qu’il ne diffuse pas, il l’absorbe. La lumière est de l’énergie, en absorbant cette énergie, une partie peut se transformer en chaleur Ca : différencier lentilles convergentes et divergentes trouver le foyer d’une lentille convergente et déterminer sa distance focale Positionner la lentille pour obtenir une image nette sur un écran (AE) 1 sem Fonctionnement d’un œil et principe des verres correcteurs Maquette de l’œil (AP), fonctionnement de l’œil. Les défauts de l’œil (myopie et hypermétropie) et les corrections. Anecdote : « danger éclipse 2001 ISALO » Co : œil, Pupille, cristallin Rétine, nerf optique et cerveau. Le fonctionnement et les défauts de l’œil danger si on regarde le soleil à travers de jumelles ou à l’œil nu.