OBJECTIFS

Tableaux synoptiques par thèmes : MECANIQUE
OBJECTIFS
NOTIONS
SITUATIONS PRIVILEGIEES
EXEMPLES D’ACTIVITES
NOTIONS ET ACTIVITES
HORS PROGRAMME
2nde
L’UNIVERS EN
MOUVEMENT
Comprendre la relativité du
mouvement.
Déconnecter force et mouvement :
selon les conditions initiales, et le
référentiel, une même force peut
donner lieu à des mouvements
différents.
Comprendre que la masse est
facteur d’inertie
Référentiel
Le principe de l’inertie
La masse et l’inertie.
Utilisation heuristique du principe de l’inertie
pour la mise en valeur des forces.
L’interaction gravitationnelle. La pesanteur.
Etudes qualitatives :
- Etude de mouvements dans différents
référentiels.
- Situations à une force active (chute libre,
mouvements de projectiles, mouvement
circulaire uniforme).
- Mouvement de la Lune et des satellites
Constructions vectorielles.
Projections vectorielles
Analyses d’interactions et de
forces.
1ère S
FORCES ET
MOUVEMENTS
Apprendre à décrire le
mouvement d’un solide
indéformable.
Rattacher toute force
macroscopique à une interaction
fondamentale.
Associer la force au changement
de la vitesse.
Vecteur vitesse.
Vitesses linéraires et angulaires.
Centre d’inertie.
Action mécanique modélisée par une force :
notation
B/A
F
représentation vectorielle.
Les 3 lois de Newton :
- Principe de l’inertie
-
F
colinéaire à
G
v
et même sens
- Actions réciproques.
Les référentiels galiléens
Etudes d’enregistrements : détermination de
vecteurs vitesses.
Situations à plusieurs forces : inventaire des
actions qui s’exercent sur un solide ; bilans de
forces.
Dans une voiture :
- Rôle des ceintures de sécurité
- Traction automobile ; rôle moteur des
frottements avec le sol.
Systèmes déformables
Notion d’accélération linéaire et
angulaire
Notions de moment et de couple.
Utilisation systématique de
projections de vecteurs.
Tale S
EVOLUTION DES
SYSTEMES
MECANIQUES
- Modéliser un système complexe
afin de pouvoir utiliser les lois de
la dynamique pour prévoir son
comportement.
- Confronter des mesures aux
prévisions d’une théorie.
- Apprendre à identifier les
grandeurs et paramètres qui
pilotent l’évolution d’un système
mécanique
- Reconnaître et identifier les
phases d’une évolution et les
grandeurs qui les caractérisent.
- Explorer les limites d’un modèle
La mécanique de Newton.
Accélération vectorielle
Rôle inertiel de la masse
Relation
G
aMF 
Etudes de cas
Equation différentielle d’un mouvement de
chute.
Résolution par méthode itérative
Régimes initial et permanent.
Importance des conditions initiales.
Equations horaires paramétriques. Equation
de la trajectoire.
Dynamique du mouvement des satellites et
planètes limité au cas des mouvements
circulaires.
Systèmes oscillants
Pendule pesant ; modélisation par le
pendule simple. Pendule élastique. Période
propre.
Phénomène de résonance.
L’atome et les lois de Newton :
quantification de l’énergie dans l’atome.
Chute verticale d’un solide : approche par des
situations complexes de la réalité qu’il s’agit de
modéliser (chutes dans l’air ou dans un fluide).
Modélisation des frottements visqueux.
Mouvements plans (projectiles, satellites et
planètes)
Systèmes oscillants. Modélisation d’un oscillateur
réél.
Etude descriptive de la résonance.
Observation de spectres électroniques.
Réalisation et observation de spectres optiques
d’émission.
Dynamique de rotation
Etude quantitative de tout
mouvement autre que celui du
centre d'inertie
Décomposition d’une accélération
dans le repère de Frénet
Etude quantitative d’oscillations
amorties, forcées ou entretenues.
Etude quantitative de la
résonance : courbes de résonance
etc

Tableaux synoptiques par thèmes : ENERGIE
OBJECTIFS
NOTIONS
SITUATIONS PRIVILEGIEES
EXEMPLES D’ACTIVITES
NOTIONS ET ACTIVITES
HORS PROGRAMME
1ère S
TRAVAIL
MECANIQUE
ET ENERGIE
Introduire, à partir de la notion de
travail d’une force, les différentes
formes de l’énergie.
Identifier le travail d’une force
comme mode de transfert
d’énergie.
Montrer que, selon les situations,
ces différentes formes sont
susceptibles de se transformer les
unes dans les autres
Introduire les autres modes de
transfert d’énergie.
Progresser vers l’idée de
conservation de l’énergie :
l’énergie ne peut être ni créée ni
détruite ; si l’énergie d’un
système augmente ou
diminue, c’est qu’il a reçu ou
cédé de l’énergie.
Travail d’une force constante. Travail du
poids.
Travail moteur travail résistant.
Le travail : un mode de transfert de l’énergie
- Travail et énergie cinétique d’un solide en
translation. Relation
)(
2
1
²
2
12extABAB FWMVMV 
.
- Travail et énergie potentielle d’un solide
en interaction avec la Terre.
- Travail et énergie interne.
Transformation d’énergie potentielle en
énergie cinétique (cas de la chute libre)
Puissance d’un transfert d’énergie.
Autres modes de transfert :
- Le transfert thermique.
- Le rayonnement.
- Transfert d’énergie électrique (cf.
électrodynamique).
Etudes quantitatives des variations de la valeur
de la vitesse du centre d’inertie d’un solide en
translation (utilisation de TICE : vidéo, capteurs,
logiciels de traitement de l’image et/ou de
mesures) :
- Chutes avec ou sans vitesse initiale
- Satellites en mouvement circulaire uniforme
- Solide en mouvement sur un plan.
Déformations élastiques
Variation de température d’un corps
Changement d’état physico-chimique
Approches qualitatives du transfert thermique et
du rayonnement :
- Echauffement par frottement ; expérience de
Joule (ou équivalente).
- Mise en contact de deux corps à températures
différentes : évolution vers l’équilibre
thermique. Interprétation microscopique.
- Echauffement par rayonnement
électromagnétique
Etude des systèmes complexes
(on s’en tient aux solides sauf pour
les déformations élastiques –
cf. énergie interne)
Expression de l’énergie cinétique
de rotation d’un solide.
Le théorème de l’énergie
cinétique (la relation
)(
2
1
2
122 extABAB FWMVMV 
obtenue par intégration de la seconde
loi de Newton, est générale, valable en
tous les cas et sans restriction, ne peut
être confondue avec le théorème de
l’énergie cinétique).
Notion d’énergie mécanique.
Toute expression de l’énergie
interne.
Toute étude quantitative reliée à
l’énergie interne, au transfert
thermique ou au rayonnement.
Tale S
EVOLUTION DES
SYSTEMES
ELECTRIQUES
Etudier l’évolution d’un système
électrique lors de la fermeture (ou
de l’ouverture) d’un circuit.
Apprendre à en distinguer les
différents régimes et à les
caractériser
Energie emmagasinée dans un
condensateur et dans une bobine.
Interprétation énergétique de la décharge
oscillante d’un condensateur dans une
bobine : transfert d’énergie, effet Joule.
Observations de circuits en fonctionnement.
Repérage des effets, des lieux de transferts
d’énergie et de la nature des transferts.
Démonstration des expressions
des énergies non exigible.
Toute étude formelle de
l’amortissement dans la décharge
oscillante.
Tale S
EVOLUTION DES
SYSTEMES
MECANIQUES
Réinvestissement des
résultats obtenus par les lois
de Newton du point de vue
énergétique afin de montrer la
cohérence des approches
mécaniques et énergétiques.
Travail d’une force extérieure appliquée à
un ressort. Energie potentielle élastique
d’un ressort
Energie mécanique des systèmes.
Quantification des niveaux et des transferts
d’énergie dans l’atome, une molécule, un
noyau.
Mouvements plans (projectiles, satellites et
planètes)
Systèmes oscillants. Modélisation d’un oscillateur
réél.
Observation et interprétation de spectres
électroniques et optiques
Bilans quantitatifs d’énergie dans
les systèmes oscillants amortis.
Tout développement à caractère
probabiliste concernant les
électrons dans l’atome.

Tableaux synoptiques par thèmes : ELECTRODYNAMIQUE
OBJECTIFS
NOTIONS
SITUATIONS PRIVILEGIEES
EXEMPLES D’ACTIVITES
NOTIONS ET ACTIVITES
HORS PROGRAMME
1ère S
ELECTRO-
CINETIQUE
La problématique de
l’étude est celle de
l’énergie et de sa
conservation
Comprendre qu’il n’y a pas
contradiction entre
- le transfert d’énergie électrique
du générateur vers les
récepteurs avec la conservation
de l’énergie
- et la circulation des charges le
long du circuit avec la
conservation de ces charges.
Savoir interpréter le
comportement global d’un circuit
par la conservation de l’énergie.
Energie électrique reçue par un récepteur
ou cédée par un générateur (associée à I et
U non nulles).
Puissance d’un transfert d’énergie.
Effet Joule.
Bilan des transferts d’énergie électrique
dans un circuit.
Comportement global d’un circuit :
-justification énergétique des lois
d’additivité des tensions et intensités.
-influence de E, des résistances et de la
structure du circuit.
Observations de circuits en fonctionnement :
-repérage des effets, des lieux de transferts
d’énergie et de la nature des transferts. Mesures
des intensités et de tensions.
-observations des changements des effets
consécutifs à des modifications apportées au
circuit. Mesures des I et U.
Interprétation des effets par les lois de
conservation et d’additivité portant sur les
puissances.
Caractéristiques de dipôles.
Lois d’Ohm.
1ère S
ELECTRO-
MAGNETISME
Comprendre le couplage
électromécanique (conversion
d’énergie électrique en énergie
mécanique et réciproquement).
Introduire le concept de champ
vectoriel.
Le champ magnétique : caractère vectoriel.
Champ magnétique créé par un courant.
Forces électromagnétiques.
Couplage électromagnétique.
Expériences montrant les caractéristiques du
champ magnétique créé par un courant.
Caractéristiques de la force électromagnétique.
Observation du fonctionnement d’un moteur,
d’une génératrice, d’un haut-parleur, d’un
microphone électro-dynamique.
Notion de flux
Etude quantitative et formalisée
des milieux magnétiques.
Tout formalisme relatif à l’induction
électromagnétique (seul le
phénomène est observé).
Toute étude quantitative sur les
moteurs et générateurs.
Tale S
EVOLUTION DES
SYSTEMES
ELECTRIQUES
La problématique de
l’étude est celle de
l’évolution temporelle
des systèmes
Etudier l’évolution d’un système
électrique lors de la fermeture (ou
de l’ouverture) d’un circuit.
Apprendre à distinguer les
différents régimes et à les
caractériser.
Comprendre que les lois des
courants continus s’appliquent à
chaque instant à un système
électrique quelconque.
Etablissement et évolution de la tension aux
bornes d’un condensateur (dipôle RC).
Etablissement et évolution de l’intensité du
courant dans une bobine (dipôle RL).
Equations différentielles associées.
Résolutions analytiques.
Décharge oscillante d’un condensateur
dans une bobine : régimes pseudo-
périodique, et apériodique.
Equation différentielle associée.
Modélisation périodique dans le cas d’un
amortissement négligeable (dipôle LC):
résolution analytique. Période propre.
Comparaison visuelle, à l’établissement du
courant, de l’éclairement d’une lampe mise en
série avec une résistance ou un condensateur,
ou une bobine alimentés en continu.
Stockage de l’énergie :
principe du flash ;
dispositif de production d’étincelles
(allumage dans un moteur à explosion).
Visualisation de tensions à l’oscilloscope et/ou au
moyen d’un système d’acquisition informatisé
avec traitement de l’information (cas des dipôles
RC, RL et de décharges oscillantes amorties).
Tout développement sur la
technologie des condensateurs.
Associations de condensateurs.
On s’en tiendra aux dispositifs les
plus simples : utilisation d’un
échelon de tension et non de
tensions en créneaux.
Etude de l’Induction et de
l’auto-induction ; f.é.m. associées.
Modèle équivalent de la bobine.
Etude formelle de l’amortissement.
Etude théorique du dispositif
d’entretien des oscillations.

Tableaux synoptiques par thèmes : OPTIQUE
OBJECTIFS
NOTIONS
SITUATIONS PRIVILEGIEES
EXEMPLES D’ACTIVITES
NOTIONS ET ACTIVITES
HORS PROGRAMME
2nde
EXPLORATION
DE L’ESPACE
Se repérer dans l’univers qui nous
entoure, de l’atome aux galaxies,
par la mesure des dimensions et
des distances.
Utiliser la lumière pour obtenir des
renseignements sur la matière.
Mesure et comparaison des longueurs
Propagation rectiligne de la lumière
Réfraction. Dispersion par le prisme
Caractérisation d’une radiation
monochromatique
Lumière blanche
Approche du principe de l’analyse spectrale.
Technique de la visée. Méthode de la parallaxe.
Utilisation du diamètre apparent.
Utilisation d’un microscope ou d’une loupe.
Observations de spectres d’émission (thermiques
ou de raies) et de spectres d’absorption : mise en
relation des spectres avec la matière.
Interprétations énergétique ou
quantique des spectres.
Définition de la longueur d’onde
(référence à la célérité et à la
fréquence).
Etude du phénomène de
diffraction.
1ère S
OPTIQUE
Construire le concept
d’image comme interprétation par
le cerveau, conditionné à la
propagation rectiligne, du signal
reçu par l’œil.
Visibilité d’un objet ; point-objet
L’œil, le cerveau et la vision des images
Point-image conjugué d’un point-objet ;
image .
- Cas du miroir plan
- Cas des lentilles convergentes :
modélisations analytique et
géométrique.
Image = ensemble des points-images.
Localisation par visées de l’image donnée par un
miroir plan ou une lentille convergente.
Déterminations graphique et analytique du point-
image conjugué d’un point-objet (cas du miroir
plan et d’une lentille convergente).
Illustration qualitative : image donnée d’un objet
par un instrument d’optique n’utilisant que des
lentilles convergentes et/ou des miroirs plans.
Distinction entre les notions
d’images et /ou d’objets réels et
virtuels.
Conditions de Gauss.
Aberrations.
Cercle oculaire.
Grossissement.
Tale S
spécialité
PRODUIRE DES
IMAGES,
OBSERVER
Etudier les limites de validité des
modélisations analytiques et
géométriques des lentilles
convergentes.
Poursuivre et approfondir la
construction du concept d’image à
travers l’étude d’un miroir concave
et de quelques instruments
d’optique.
Validité de l’étude des lentilles entreprise en
1ère S : modèle des lentilles minces
convergentes. Conditions de Gauss.
Image formée par un miroir sphérique
convergent : modélisation géométrique.
Instruments d’optique :
- Le microscope
- La lunette astronomique
- Le télescope de Newton
Diamètre apparent, grossissement
standard, cercle oculaire.
Localisation par visées de l’image donnée par un
miroir concave.
Présentation et utilisation d’instruments d’optique
d’observation.
Modélisation de leur fonctionnement par un
système simple (deux lentilles minces ou une
lentille mince et miroirs).
Constructions géométriques des images
intermédiaires et définitive.
Construction de la marche d’un faisceau à travers
les instruments étudiés.
Vérifications expérimentales de la validité des
modèles proposés.
Distinction entre les notions
d’images et /ou d’objets réels et
virtuels.
Notion de flux lumineux.
Etude des aberrations
géométriques et chromatiques.
Notion de foyer secondaire.
Méthode de mesure de distance
focale par autocollimation.
Modélisation analytique du miroir
sphérique.
Puissance du microscope.