fiches physiques

Chapitre 1 : Electricité
Générateur : fournit l’énergie (pile…)
Récepteur : transforme l’énergie en une autre forme d’énergie (lampe…)
Circuit électrique : (1 générateur + 1 récepteur au moins), constitué d’une chaîne de dipôles reliés les uns les
autres par des éléments de liaisons (fils…). Ouvert = pas alimenté, fermé = alimenté
Court circuit : fait de relier directement deux points d’un circuit électrique.(risque panne, incendie…)
Exemple : circuit ouvert :
Autres symboles :
Courant électrique : déplacement de particules chargées électriquement dans les différents composants du circuit
électrique.
Conducteurs électriques : permettent passage courant
Isolants électriques : s’opposent au passage du courant
Intensité du courant : I(A)=Q(C)/t(s) = quantité d’électricité qui
passe à un endroit donnée du circuit en un temps donné.
Tension (V) : deux types de tensions : continues ou variables
Puissance électrique : P(W)=U(V) x I(A)
Loi d’ohm : U(V)= R(Ω) x I(A)
Montage en série :
Montage en dérivation :
I=I1 + I2 + I3 + I4
I1 = I2 = I3
V= V1 = V2 = V3
V= V1 + V2
Association mixte
I1 = I2 = I
I= I3 + I4
V3 = V4
V= V1 + V2 + V3
Sécurité électrique :
Courant électrique dans le corps =>
électrisation ou électrocution.
Protection des personnes : utiliser très basse
tension, éviter le contact avec le courant
électrique (gaines, matériaux isolants…),
utiliser un dispositif différentiel.
Défauts pouvant survenir : surcharge, courtcircuit.
Protection des équipements : utiliser des
matériaux isolants, utiliser un fusible, utiliser
un disjoncteur, utiliser un disjoncteur
différentiel.
Chapitre 2 : Leviers et balances
Levier : composé d’un solide (barre…) mobile autour d’un axe, sur lequel s’exercent deux forces
Levier inter-appui : appui entre force motrice et force résistante (pied de biche, clé anglaise…)
Théorème des moments : Fr .D1 = Fm . D2
Levier inter-résistant : force résistante entre appui
(axe de rotation) et force motrice (casse noix, brouette…)
→
Levier inter-effort : Fm est placée
entre axe et Fr (pinces à sucre…)
𝐹r
→
𝐹m
Propriété des leviers : amplification de la force : Moment(N.m) = F x D (distance du pt d’application au pivot)
Balance : fonctionne soit par comparaison soit par déformation d’un solide. Elles peuvent servir pour compter ou
pour comparer
Attention différence masse et poids (force de gravitation terrestre)
Chapitre 3 : transmission et transformation de mouvements
Mouvement : déplacement d’un objet dans l’espace => translation, rotation, combiné
Mouvement de rotation = tourne autour d’un point ou axe fixe. Caractérisé par sa vitesse angulaire et son sens.
Mouvement de translation : mouvement qui suit une trajectoire qui est une droite. Caractérisé par sa vitesse, sa
direction, son sens.
Mouvement combiné : résulte de plusieurs déplacements simultanés
Mouvement oscillatoire : lorsqu’il se répète périodiquement à l’identique
Mécanisme : constitué d’organes ou de pièces. Il permet de transmettre (quand mouvement ne change pas de
nature) ou de transformer (quand mouvement change de nature) un mouvement.
Transmission de mouvement :
- De rotation, fait par engrenage, poulies-courroies, pignons-chaines… pour augmenter ou diminuer la
vitesse, augmenter le couple, changer ou conserver le sens de rotation, avoir un mouvement sur le même
plan ou dans un plan différent. Rapport de transmission : n=Vs(Vitesse de sortie)/Ve(vitesse d’entrée).
Pour un engrenage n=Vs/Ve=ZRM/ZRm Z=nb de dents
Pour poulie-courroie n=Vs/Ve=DRM/DRm D=diamètre des roues
- De translation : avec poulies multiples
Transformation de mouvement :
- Rotation -> translation : roue dentée avec crémaillère, vis sans fin avec crémaillère, vis-écrou.
- Translation –> rotation : bielle-manivelle.
Chapitre 4 : Energie
L’énergie correspond à l’aptitude d’un objet matériel, ou de plusieurs objets pris dans leur globalité, à effectuer
un travail ou à fournir de la chaleur.
Forme de l’énergie :
- Externe : Mécanique :
o Cinétique : énergie de mouvement Ec(J) = ½ m(kg) v²(m/s)
o Potentielle : liée aux interactions mécanique entre les objets étudiés et les objets extérieur. Ep
 De gravitation : Ep = M.g.h
 Elastique
- Interne : microscopique
o Chimique : liaisons entre les atomes (libérée lors des transformation chimique)
o Nucléaire : liaisons entre protons et neutrons (libérée pendant fission ou fusion des noyaux)
o Thermique : agitation des molécules Q=m.c.∆T
o Rayonnante : lié à la production de lumière visible et invisible, dépend de la longueur d’onde et
de la fréquence de radiation émise.
Source d’énergie : corps susceptible de fournir une grande quantité d’énergie. 2 types :
- Renouvelables : rayonnement solaire, vent, combustible type biocarburant
- Non renouvelables : combustible fossile, combustible nucléaire.
Transfert d’énergie :
 Par travail :
o Mécanique : quand mise en œuvre de force mécanique
o Electrique : quand mise en œuvre de force électrique.
 Par rayonnement : absorption et réflexion.
 Par chaleur
o Propagation par conduction : de proche en proche sans transport de matière
o Propagation par convection : transmission de la chaleur dans les fluides
o Propagation par rayonnement : tous corps chauffés émettent de l’énergie par leur surface.
Puissance (watt) d’un transfert d’énergie : quantité d’énergie transférée par unité de temps.
Principe de conservation de l’énergie : lorsqu’un système perd de l’énergie ou change de forme, la même
quantité d’énergie est gagnée par un autre système ou convertie en une autre forme d’énergie.
Les centrales :
Thermique : électricité produite à partir
de la combustion d’un combustible
Nucléaire : énergie fission d’atome -> chaleur à eau sous
pression -> eau chaude va chauffer eau du C.S grâce au
générateur->vapeur produite ->turbine->alternateur-> Eél
Géothermiques : électricité produite grâce à la chaleur de la Terre.
Hydroélectrique :
Eolienne : transforme directement énergie mécanique en énergie
électrique.
Photovoltaïque : transforme directement énergie rayonnante
issue du Soleil en énergie électrique.
Chapitre 5 : Matière
Macroscopique :
 Solide : ont une forme propre, peut changer quand pression dessus
 Liquides : pas de forme propre, leur surface libre au repos et plane et horizontale
 Gaz : pas de forme propre, occupe le volume offert
Mousse : liquide enfermant des bulles d’air
Gel : formé d’un solide emprisonnant un liquide
Moléculaire et atomique :
Matière -> molécules-> atomes
Corps pur : constitué d’une seule sorte de molécules
Corps pur simple : constitué de molécules formés d’atomes identiques
Corps pur composé : constitué de molécules formées d’atomes différents
Mélange : corps constitué de molécules différentes
Etats :
Volume = place occupée par un corps (m3)
Masse = mesure sa quantité de matière (Kg)
Pression = rapport d’une force F sur l’aire de la surface S sur laquelle elle
s’applique (Pa). 1bar = 105Pa ; 1atm = 101 325Pa
Température : degré d’agitation des molécules (K). 0K=-273,15°
Changement d’état => toujours conservation de la masse
Mélanges et solutions :
Miscibilité : quand les liquides se mélangent=> mélange homogène vs hétérogène pour non miscible.
Masse volumique : ρ = m/V (Kg/m3)
Densité : d= ρsolide ou liquide / ρeau
Dissolution (solide-liquide) : mélange homogène vs mélange hétérogène
Limite de solubilité : quand le mélange ne peut plus être homogène, où le solide ne se dissout plus
complètement.
Techniques de séparation :
- Décantation
- Centrifugation
- Filtration
- Distillation
Chapitre 6 : Lumière
Sources de lumière :
- Sources primaire : source qui produit sa propre lumière
o Sources chaudes : production de lumière à haute température
o Sources froides : production de lumière à basse température (laser, vers-luisants…)
- Sources secondaire : ne produisent pas la lumière qu’elles émettent (lune, planète, miroirs…)
Lumière se propage dans toutes les directions en ligne droite dans un milieu transparent et homogène.
Un ensemble de rayons lumineux = faisceaux. Vitesse dans le vide et dans l’air : 300 000 Km/s.
Célérité dépend du milieu c= λ.f
La lumière blanche est composé d’une infinité de lumière colorées (=radiations correspondant au couleur de l’arc
en ciel : violet, indigo…)
Radiation caractérisé par longueur d’onde λ (m) et sa fréquence (Hz)
Monochromatique = composé d’une seule radiation
Spectre visible de la lumière blanche
Synthèse additive :
Synthèse soustractive : sélections de radiation
Couleurs des objets : due au fait qu’il
diffuse certaines radiations et en absorbe
d’autre.
Couleur apparente de l’objet = la couleur
perçue par l’œil
Couleur propre : couleur de l’objet éclairé
à la lumière blanche.
Les ombres : obtenus lorsqu’un objet opaque est sur le parcours de la lumière.
Source de lumière étendue : quand elle est de grande dimension
Source de lumière ponctuelle : quand elle est assimilable à un seul point émettant de la lumière dans toutes les
directions.
Chapitre 7 : Astronomie
Astronomie étudie l’origine, l’évolution, et les propriétés physiques et chimiques des corps célestes appelés
astres.
Etoiles : constitué principalement de gaz, qui brulent à température très élevé. Exemple le Soleil (diamètre : 1392
x 103 km, distance / à la Terre : 150 x 106 Km)
Amas stellaire = groupe d’étoiles qui ont le même âge, même composition chimique et liées entre elles par
gravitation.
Constellation : figure imaginées par les hommes qui regroupent pls étoiles.
Planète : astre qui tourne autour du Soleil. (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune).
Constitué surtout de roche
Constitué surtout de gaz et de glace
Satellites : objet qui se déplace en orbite autour d’un autre.(naturel = corps céleste ; artificiel = mis en orbite par
l’Homme)
Astéroïde : astre constitué essentiellement de roches, de tailles variables et qui tourne autour du soleil.
Comète : astre brillant qui tourne autour du soleil. Constitué d’un noyau, d’une chevelure, et d’une queue.
Météorite : fragment d’astéroïde ou d’une comète.
Galaxie : vaste ensemble d’étoiles, d’amas et de matière en interaction.
Méridien : ligne imaginaire reliant les pôles Nord et Sud.
Tropiques : parallèles situés à une latitude de 23°27’
Nord magnétique décalé du Nord géographique.
Révolution de la Terre autour du Soleil => orbite quasi
elliptique.
Rotation de la Terre sur elle-même : en sens inverse des
aiguilles d’une montre, d’ouest en est => explique alternance
jours/nuit
Soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest
Solstice : durée du jour la plus longue (été) ou la plus courte
(hivers)
Equinoxe : durée jour = durée nuit
Course du Soleil
La Lune : satellite naturel de la Terre.
Phase de la Lune :
Les éclipses :
Eclipse : occultation d’un astre par un autre.