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ÉPREUVE SYNTHÈSE – Volet théorique
Physique
Troisième année du deuxième cycle du secondaire
(5e secondaire)
Guide
d’administration
et de correction
2012
Table régionale en science et
technologie au secondaire LavalLaurentides-Lanaudière
Cette épreuve est une adaptation d’une épreuve prototype MELS par les conseillères et conseillers pédagogiques de la Table
régionale en science et technologie au secondaire de Laval-Laurentides-Lanaudière. 2012
© Gouvernement du Québec, 2010
Le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport autorise les commissions scolaires et les établissements
d’enseignement privés à reproduire ce document à des fins pédagogiques, sur support papier seulement. Tout autre
mode de reproduction ou de diffusion est interdit sans l’autorisation préalable du Ministère.
TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION ........................................................................................................................5
1 CONTENU DU PROTOTYPE D’ÉPREUVE .......................................................................6
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Compétence disciplinaire évaluée ..............................................................................6
Caractéristiques générales ..........................................................................................6
Concepts visés dans l’épreuve ....................................................................................7
Autres connaissances évaluées ...................................................................................7
Documents constituant l’épreuve ...............................................................................7
2 CONDITIONS D’ADMINISTRATION DE L’ÉPREUVE ...................................................8
2.1
2.2
2.3
2.4
Date de passation ........................................................................................................8
Durée de l’épreuve......................................................................................................8
Ressources autorisées .................................................................................................8
Déroulement de l’épreuve...........................................................................................8
3 MODALITÉS DE CORRECTION ........................................................................................9
3.1 Responsabilité de la correction ...................................................................................9
3.2 Prise en compte des chiffres significatifs ...................................................................9
4 CONSTITUTION DU RÉSULTAT.......................................................................................9
ANNEXE I - Formules et grandeurs .............................................................................................26
INTRODUCTION
Cette épreuve est une légère adaptation d’une épreuve prototype proposée par le MÉLS en juin 2010, réalisée
par les conseillères et conseillers pédagogiques de la Table régionale en science et technologie au secondaire de
Laval-Laurentides-Lanaudière.
Par cette épreuve, le MÉLS voulait illustrer la façon d'évaluer les apprentissages. Elle constitue un modèle
appelé à évoluer avec le temps, en fonction de l'application de ce programme.
Nous invitons les personnes engagées dans l’administration de cette épreuve à faire parvenir leurs commentaires
de rétroaction à la conseillère ou au conseiller pédagogique de votre commission scolaire. Vos commentaires
permettront d’orienter les travaux d’élaboration des futures épreuves.
1 CONTENU DU PROTOTYPE D’ÉPREUVE
1.1 Volet disciplinaire évalué
Dans cette épreuve, seul le volet Théorie est évalué.
1.2 Caractéristiques générales
 Cette d’épreuve amène l’élève à analyser des phénomènes et des applications en physique. L’élève a
différents problèmes à résoudre individuellement en mobilisant ses connaissances sur la cinématique, la
dynamique, la transformation de l’énergie et l’optique géométrique, qui sont des concepts généraux du
programme de physique.
 La présente épreuve compte un total de 60 points.
 Conformément au Cadre d’évaluation des apprentissages en Physique, les questions de l’épreuve sont liées
aux critères d’évaluation du volet théorique et touchent les compétences 2 et 3 :
Compétence 2 : Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes relevant de la physique
Compétence 3 : Communiquer sur des questions de physique à l’aide des langages utilisés en science et en
technologie
 Les critères d’évaluation retenus sont :

Maîtrise des connaissances ciblées par
apprentissages
o Cinématique
o Dynamique
o Transformation de l’énergie;
o Optique géométrique
la
progression
des
• Utilisation pertinente des connaissances en physique
• Production adéquate d’explications
Il est à noter que le critère Interprétation appropriée de la problématique, n’est pas évalué.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
1.3 Concepts visés dans l’épreuve
Concepts généraux
Concepts prescrits
Cinématique
Mouvement rectiligne uniforme
Relation entre la position par rapport à l’origine, la vitesse et le temps
Mouvement rectiligne uniformément accéléré
Relation entre l’accélération, la variation de la vitesse et le temps
Relation entre l’accélération, la distance parcourue et le temps
Mouvement des projectiles
Dynamique
Diagramme de corps libre
Équilibre et résultante de plusieurs forces
Force de frottement
Force gravitationnelle
Transformation de l’énergie
Relation entre la puissance, le travail et le temps
Énergie mécanique
Loi de Hooke
Optique géométrique
Lois de Snell-Descartes
Réflexion
• Rayon incident et réfléchi
• Angle d’incidence et de réflexion
Réfraction
• Rayon incident et réfracté
• Angle d’incidence et de réfraction
• Indice de réfraction
Images
Caractéristiques de l’image (position)
1.4 Autres connaissances évaluées
Chiffres significatifs et incertitude dans la mesure
1.5 Documents constituant l’épreuve
Cahier de l’élève :
document présentant les tâches ainsi que les questions auxquelles les élèves
doivent répondre
Cahier de réponses : document dans lequel l’élève consigne toutes les traces pertinentes pour
la réalisation de l’épreuve
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
2 CONDITIONS D’ADMINISTRATION DE L’ÉPREUVE
2.1 Date de passation
La date d’administration de l’épreuve est déterminée par les établissements scolaires.
2.2 Durée de l’épreuve
• 3 heures
2.3 Ressources autorisées
Seul le matériel suivant est autorisé pendant la tâche :



crayons marqueurs;
règles et rapporteur d’angle;
calculatrice. Pour éviter toute iniquité, l’utilisation de la calculatrice à affichage graphique ou de toute
autre calculatrice permettant de stocker des informations est interdite au moment de la passation de
l’épreuve.
2.4 Déroulement de l’épreuve
Chaque élève doit réaliser cette épreuve individuellement.
• Préparation
Pour préparer l’élève à l’épreuve, une révision des concepts étudiés durant l’année scolaire est de mise. Il
est souhaitable que les élèves soient familiers avec la feuille de formules et de grandeurs à laquelle ils auront
droit. En ce qui a trait à ces formules, notez qu’elles sont assujetties à une convention de signes qui spécifie
les situations dans lesquelles les variables doivent porter un signe négatif. Afin de tenir compte des diverses
conventions utilisées, les équations présentées dans ce document peuvent être ajustées.
• Réalisation
L’élève prend connaissance des tâches et des questions incluses dans le Cahier de l’élève. Par la suite, il doit
consigner tous ses éléments de réponse dans le Cahier de réponses.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
3 MODALITÉS DE CORRECTION
3.1 Responsabilité de la correction
La correction de l’épreuve est sous la responsabilité des enseignantes et des enseignants et se fait à partir
des modalités de correction fournies par le présent document. Afin de s’assurer d’une compréhension
commune des outils d’évaluation, le personnel enseignant aurait avantage à se regrouper en comité de
correction. L’analyse de quelques copies d’élèves permet à l’équipe de mieux cerner la qualité de la production
attendue selon les clés de correction proposées pour l’épreuve.
3.2 Prise en compte des chiffres significatifs
Les exemples de démarches présentés dans ce document prennent en compte les chiffres significatifs à
chaque étape. Un élève ne devrait pas être pénalisé s’il procédait autrement, à moins d’indications
contraires, comme c’est le cas aux questions 3,6,7 et 12.
4 CONSTITUTION DU RÉSULTAT
Le résultat à l’épreuve est noté sur 60 points. Il est souhaitable de le convertir en un résultat sur
100 points. Le pointage apparaissant au bas des items n’est pas en pourcentage.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
1. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
Δs = 500 m
Δt = 12,4 s
▪ Vitesse moyenne de la voiture en m/s
Δs
vm =
Δt
500 m
vm =
12,4 s
vm = 40,3 m/s
▪ Vitesse moyenne de la voiture en km/h
40,3 m 3600 1 km
vm =
•
•
s
h
1000 m
vm = 145 km/h
Résultat
La vitesse moyenne de la voiture est de 145 km/h.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un
calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte ou une unité de mesure omise
ou incorrecte
Démarche partiellement appropriée et correcte, par exemple qui présente seulement la
vitesse en mètres par seconde (m/s)
Ne s’applique pas.
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
2. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
n1 (air) = 1,00
n2 (glace) = 1,31
▪ Angle d’incidence entre le rayon lumineux et la normale
90° - 30° = 60°
▪ Calcul de l’angle de réfraction dans la glace
n1sinθ1 = n2 sin θ 2
1, 00 × sin60° = 1, 31sinθ2
sin60°
= sinθ2
1, 31
0, 6611 = sinθ 2
sin -1 (0, 6611) = θ 2
41° = θ 2
Résultat
L’angle de réfraction dans la glace est de 41°.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme
un calcul arithmétique erroné ou une transcription incorrecte
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur majeure comme avoir
utilisé 30° comme angle d’incidence
Ne s’applique pas.
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
3. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
lf = 10,00 mm
li = 0,020 mm
▪ Distance (di) entre la lentille et l’image
d i = l f + li
d i = 10,00 mm + 0,020 mm
d i = 10,02 mm
▪
Distance (do) entre l’objet et la lentille
1
1
1
= +
l f di do
1
1 1
= −
do l f di
1
1
1
=
−
d o 10,00 mm 10,02 mm
1
= 2 ×10 −4 mm −1
do
d o = 5 x103 mm
Résultat
La lentille produit une image nette quand la voiture se situe à une distance de 5 × 103 mm.
Note : Accepter aussi 5 m.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un
calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte, une unité de mesure omise
ou incorrecte ou ne pas avoir tenu compte des chiffres significatifs
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur majeure comme avoir
utilisé 2 mm au lieu de 0,020 mm ou ne pas avoir calculé l’inverse multiplicatif de 1/do
Démarche partiellement appropriée et correcte comme n’avoir trouvé que la distance
entre la lentille et l’image
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
NOTE : Dans cet exemple de démarche, le traitement des chiffres significatifs a été effectué à chacune des opérations.
Si le traitement des chiffres significatifs a été enseigné à l’élève d’une autre façon, veuillez en tenir compte lors de la
correction
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
4. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
a = -6,86 m/s2
vf = 0 m/s
∆s = 5,0 m
masse de la camionnette A = 1,8 × 103 kg
▪ Vitesse initiale de la camionnette A après l’impact
vf2 = vi2 + 2aΔs
0 m2/s2 = vi2 + 2 • -6,86 m/s2 • 5,0 m
- vi2 = - 68,6 m2/s2
vi = 8,3 m/s
▪ Énergie cinétique à 8,3 m/s
Ek = ½ mv2
Ek = ½ • 1,8 × 103 kg • (8,3m/s)2
Ek = 62 001 J = 62 kJ
Résultat
L’énergie cinétique acquise par la camionnette A après l’impact était de 62 kJ.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un calcul
arithmétique erroné, une transcription incorrecte ou une unité de mesure omise ou
incorrecte
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur majeure comme avoir
ajouté 200 kJ à la valeur de l’énergie cinétique
Démarche partiellement appropriée et correcte comme n’avoir trouvé que la vitesse
initiale de la camionnette après qu’elle a été heurtée
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
NOTE : Dans cet exemple de démarche, le traitement des chiffres significatifs a été effectué à chacune des opérations.
Si le traitement des chiffres significatifs a été enseigné à l’élève d’une autre façon, veuillez en tenir compte lors de la
correction.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
5. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
masse du camion = 3,5 × 103 kg
g = 9,8 m/s2
h = 2,0 m
▪ Affirmation de Mylène
Force nécessaire pour hisser le camion
Tension dans le câble = Fg • sin θ
T = m • g • sin θ
T = 3,5 × 10 3 kg • 9,8 m/s 2 • sin θ
T = 34 300 N • sin θ
Justification
On voit que la tension, c’est-à-dire la force requise, varie selon l’angle du plan incliné.
Il est vrai que plus l’angle θ est petit, plus la force requise est petite. Mylène a raison.
Par exemple,
À 30° j’obtiens :
T = 34 300 N • sin 30° = 17 150 N
À 40° j’obtiens :
T = 34 300 N • sin 40° = 22 048 N
Affirmation d’Angelo
En ce qui concerne le travail, la formule pour le trouver est la suivante :
W = F • Δs où je remplace F par T. Je dois trouver Δs.
Distance parcourue par le camion sur le plan incliné :
h
Δs =
sin θ
2,0 m
Δs =
sin θ
En remplaçant Δs par 2,0 m/sin θ
W  (34300 N sin  )
2, 0 m
sin 
W = 6,9 ×10 4 J
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
3. En ce qui concerne la puissance et le temps,
W
P=
Δt
Justification
La puissance requise sera d’autant plus grande que l’on veut faire le travail rapidement.
Comme le travail est le même dans les deux cas, il serait possible de tirer le camion hors du
fossé dans le même temps et avec la même puissance, peu importe l’endroit choisi.
CORRECTION
6 points
5 points
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée, résultat exact et justification adéquate
Démarche appropriée et justification adéquate, mais résultat inexact dû à
une erreur mineure comme un calcul algébrique erroné, une transcription incorrecte
ou une unité de mesure omise ou incorrecte
Démarche appropriée, mais justification incomplète Par exemple, un des 4 termes
à mobiliser (la force, le travail, la puissance, le temps) n’est pas mentionné.
Démarche partiellement appropriée et justification appropriée par rapport aux résultats
calculés par l’élève
Démarche partiellement appropriée, peu importe la justification
Ne s’applique pas.
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
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5e secondaire
6. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
L’avion doit atteindre une vitesse de 300 km/h pour décoller.
L’avion avait la même accélération dans les deux cas.
Longueur des pistes
Aéroport de Boulange = 3350 m
Aéroport d’Ari = 2800 m
▪ Accélération de l’avion selon le graphique
Accélération du vol réussi :
Le graphique indique 50 m/s après 45 secondes.
Δv
a=
Δt
50 m/s − 0 m/s
a=
45 s − 0 s
a = 1,1 m/s 2
▪ Vitesse de l’avion à 2800 m
2
2
vf = vi + 2aΔs
2
2
v f = vi + 2aΔs
v f 2 = 0 m/s + 2 •1,1 m/s 2 • 2800 m
2
v f = 6,1 x 103 m 2 /s 2
2
v f = 6,1 x 103 m 2 /s 2
v f = 78 m/s
▪ Conversion de la vitesse
78 m 3600 s 1 km
2,8 x102 km
•
•
=
s
h
1000 m
h
Résultat
L’avion n’avait pas atteint une vitesse suffisante pour pouvoir décoller, sa vitesse était seulement
de 2,8 × 102 km/h au lieu de 300 km/h.
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme
un calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte, une unité de mesure
omise ou incorrecte ou ne pas avoir tenu compte des chiffres significatifs
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à des erreurs majeures comme
l’application incorrecte d’une formule
Démarche partiellement appropriée et correcte comme n’avoir trouvé que
l’accélération de l’avion
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
NOTE : Dans cet exemple de démarche, le traitement des chiffres significatifs a été effectué à chacune des opérations.
Si le traitement des chiffres significatifs a été enseigné à l’élève d’une autre façon, veuillez en tenir compte lors de la
correction.
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
7. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
k = 2,17 × 104 N/m
l = 15 mm = 1,5 × 10-2 m
g = 9,8 N/kg
▪ Calcul de la masse du bagage
En déposant le bagage sur la balance, la force gravitationnelle comprime le ressort selon la
formule F = kl.
mg = kl
m=
kl
g
2,17× 10 4 N/m • 1,5 × 10 -2 m
m=
9,8 N/kg
m = 33 kg
Résultat
La masse de ce bagage est de 33 kg.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact, avec le bon nombre de chiffres significatifs
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un calcul
arithmétique erroné, une transcription incorrecte, une unité de mesure omise ou
incorrecte ou ne pas avoir tenu compte des chiffres significatifs
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur majeure
Ne s’applique pas.
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
NOTE : Dans cet exemple de démarche, le traitement des chiffres significatifs a été effectué à chacune des opérations.
Si le traitement des chiffres significatifs a été enseigné à l’élève d’une autre façon, veuillez en tenir compte lors de la
correction.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
8. A) Exemple d’une démarche appropriée
Résultat
Ff
Fg
Note : Ne pas pénaliser un élève qui aurait correctement indiqué la force normale.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Les forces sont bien représentées, tant par leur orientation que par leur proportion
relative (Fg > Ff).
Les forces sont représentées par leur orientation. Par contre, leur proportion relative
n’est pas respectée.
Ne s’applique pas.
Une seule force est bien représentée sur le schéma.
Les forces sont mal indiquées ou ne sont pas représentées.
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
8. B) Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
m = 30 kg
h = 3,0 m
Ef = 800 J
▪ Énergie potentielle
E p = mgh
E p = 30 kg • 9,8 m/s 2 • 3,0 m
E p = 882 J
▪ Énergie cinétique acquise lors de la descente
Ek = E p − E f
Ek = 882 J − 800 J
Ek = 82 J
▪ Vitesse du bagage au bas du plan incliné
1
mv 2 = E
k
2
1
• 30 kg • v 2 = 82 J
2
82 J • 2
v2 =
30 kg
v = 2,3 m/s
Résultat
La vitesse du bagage lorsqu’il arrive au bas du plan incliné est de 2,3 m/s.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme
un calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte ou une unité de mesure
omise ou incorrecte
Démarche partiellement appropriée et correcte comme avoir calculé l’énergie
potentielle et l’énergie cinétique
Démarche partiellement appropriée et correcte comme avoir calculé seulement
l’énergie potentielle
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
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Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
9. Exemple d’une démarche appropriée
Calculs
Angle du rayon réfracté au point
d’entrée
n1 sin1  n2 sin2
1,0 sin39  2,4 sin2
2  15
Angle du rayon réfracté au point de
sortie
n1 sin1  n2 sin2
2,4 sin9  1,0 sin 2
 2  22
Angle du rayon réfracté au point
d’entrée
n1 sin1  n2 sin2
1,0 sin0  2,4 sin 2
 2  0
Angle du rayon réfracté au point de
sortie
n1 sin1  n2 sin 2
2,4 sin16  1,0 sin 2
 2  41
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
Résultat
Les angles de taille du diamant font en sorte que peu importe l’angle du rayon incident, le rayon réfracté sortira par
la face supérieur du diamant. Cela lui procure donc visuellement un grand éclat.
CORRECTION
4 points
Résultat exact. Les rayons sont bien tracés dans les deux cas et l’explication est
adéquate.
3 points
Les rayons sont bien tracés mais l’explication est inadéquate.
2 points
Certains rayons ne sont pas bien tracés et l’explication est inadéquate.
1 point
Ne s’applique pas
0 point
Les rayons ne sont pas tracés ou mal tracés et l’explication est absente ou inadéquate.
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
10. Exemple d’une démarche appropriée
A) Explication appuyée sur le graphique
En lisant les informations sur le graphique, je constate qu’à 10 mètres de l’endroit d’où il est
propulsé, le chanteur sera revenu à sa position verticale d’origine. Si on place le trampoline
2,0 mètres plus bas, le chanteur continuera son trajet et passera par-dessus le trampoline.
CORRECTION
2 points
1 point
0 point
Explication appropriée utilisant les informations du graphique
Explication partiellement appropriée
Explication inappropriée ou absente
B) Explication appuyée sur des calculs mathématiques :
▪ Données
Horizontalement ∆s = 10 m et vi = 7,0 m/s
Verticalement : vi = 7,0 m/s et g = -9,8 m/s2
▪ Temps requis pour atteindre 10 m à l’horizontale
1
Δs = v Δt + aΔt 2
i
2
1
10 m = 7,0 m/s • Δt + • 0 m/s 2 • Δt 2
2
1,4 s = Δt
▪ Distance verticale après 1,4 s
Δs = vi Δt +½ aΔt 2
Δs = 7, 0 m/s • 1, 4 s +½ • -9, 8 m/s2• (1, 4s )2
Δs = 0, 20 m
Résultat
Le chanteur ne tombera pas sur le trampoline. À 10 m de sa position horizontale d’origine, le
chanteur sera à 0,20 m au-dessus du niveau de la rampe, donc 2,20 m au-dessus du trampoline. Le
chanteur va donc tomber plus loin que le trampoline.
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et explication exacte
Démarche appropriée, mais explication inexacte due à une erreur mineure comme
un calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte ou une unité de mesure
omise ou incorrecte
Démarche appropriée, mais explication inexacte due à une erreur majeure
Démarche partiellement appropriée et correcte
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
Épreuve LLL 2012 inspirée de MELS 2010
Physique
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Guide d’administration et de correction
5e secondaire
11. Exemple d’une démarche appropriée
La tension dans les câbles est déterminée par la masse de l’écran géant et l’inclinaison des câbles.
▪ Données
Masse de l’écran géant = 750 kg
Angle des câbles avec le plafond = 25°
▪ Angle entre les câbles
180° – 25° – 25° = 130°
130° / 2 = 65° par rapport à la verticale.
▪ Poids de l’écran géant
F = mg
Le poids est réparti sur deux forces égales formant entre elles un angle de 130° ou formant
chacune un angle de 65° par rapport à la verticale.
F=
F=
mg
2 • cos65°
750 kg • 9,8 m/s 2
2 • cos 65°
F = 8,7 × 10 3 N
Résultat
Le technicien a raison, la force qui s’appliquera sur les câbles est de 8,7 × 103 N. Les câbles ne
pourront pas supporter l’écran géant.
Note : Une solution vectorielle est aussi acceptée.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un calcul
arithmétique erroné, une transcription incorrecte ou une unité de mesure omise ou
incorrecte
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur majeure comme avoir
utilisé une valeur incorrecte pour l’angle ou ne pas avoir divisé la force par 2
Démarche partiellement appropriée et correcte, par exemple où l’angle d’inclinaison
des câbles n’est pas pris en compte
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
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12. Exemple d’une démarche appropriée
▪ Données
Masse du système d’éclairage : 250 kg
g = 9,8 m/s2
∆s = 25 m
∆t = 30 s
La formule pour déterminer la puissance est :
W
Δt
W = F • Δs
P=
F • Δs
Δt
m • g • Δs
P=
Δt
P=
▪ Calcul de la puissance
250 kg • 9,8 m/s2 • 25 m
P=
30 s
P = 2,0 × 10 J/s
3
Résultat
La puissance du treuil est de 2,0 × 103 W.
Note : Accepter J/s comme unité de mesure.
CORRECTION
4 points
3 points
2 points
1 point
0 point
Démarche appropriée et résultat exact
Démarche appropriée, mais résultat inexact dû à une erreur mineure comme un
calcul arithmétique erroné, une transcription incorrecte, une unité de mesure omise
ou incorrecte ou ne pas avoir tenu compte des chiffres significatifs
Démarche partiellement appropriée comme avoir seulement trouvé le travail
Démarche partiellement appropriée comme avoir seulement trouvé le poids
Démarche inappropriée ou absente, peu importe le résultat final
NOTE : Dans cet exemple de démarche, le traitement des chiffres significatifs a été effectué à chacune des opérations.
Si le traitement des chiffres significatifs a été enseigné à l’élève d’une autre façon, veuillez en tenir compte lors de la
correction.
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13. Exemple d’une démarche appropriée
Étape 1 :
Étotale = mgh
L’énergie totale se compose de l’énergie potentielle seulement pour une hauteur h.
Étape 2 :
Étotale = mgh/2 +1/2 mv2 , où v représente la vitesse du corps à une hauteur de h/2.
À mi-hauteur, la moitié de l’énergie potentielle a été transformée en énergie cinétique
Étape 3 :
Étotale = mgh/5 + 1/2 kl2 , où k représente la constante de rappel de l’élastique et l la longueur de son
étirement à une hauteur de h/5.
Les 4/5 de l’énergie potentielle initiale a servi à étirer l’élastique d’une longueur l.
CORRECTION
4 points
Formules appropriées et explications exactes pour les trois étapes.
3 points
Formules appropriées et explications exactes pour deux des trois étapes.
2 points
Formules appropriées et explications exactes pour une des trois étapes.
0 point
Formules inappropriées ou absentes et explications erronées ou absentes.
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