ST-STE-ATS Concept 9.1 Les forces
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PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 102 : - Le magnétisme, expliquer les aimants, le triangle des Bermudes, inversion des pôles ST-STE-ATS Concept 9.1 Les forces d’attraction et de répulsion Le magnétisme attire seulement le fer, nickel, cobalt et gadolinium (et leurs alliages) Magnétique (permanent) = aimant Ferromagnétisme (temporaire) = objets en fer Non-magnétique = pas attiré par un aimant 9.1.1 Les pôles magnétiques Un aimant a toujours un dipôle ( N - S ) N - N et S - S se repoussent N - S et S - N s’attirent Par convention, le bout rouge de la boussole est un nord magnétique 9.1.2 La théorie des domaines magnétiques Un morceau de fer a plein de petits dipôles En collant ce morceau de fer sur un aimant, tous les petits dipôles s’orientent comme l’aimant et lorsque l’on enlève l’aimant, le morceau demeure magnétique un certain temps. Ce phénomène se nomme rémanence ou aimant induit. 9.1.3 Les champs magnétiques La limaille de fer permet de voir le champ Sud magnétique Par convention, les lignes de champs magnétiques sortent par le nord et entrent par le sud. S Nord magnétique LABO MIXTE (STE) : 100 Ω 10 Ω 20 Ω Us U10 Ω U20 Ω U100 Ω = = = = 10 volts ____ volts ____ volts ____ volts Is I10 Ω I20 Ω I100Ω = = = = _____ ampère _____ ampère _____ ampère _____ ampère LABO MIXTE (STE) : 100 Ω 10 Ω Us U10 Ω U20 Ω U100 Ω = = = = 10 volts ____ volts ____ volts ____ volts Is I10 Ω I20 Ω I100Ω 20 Ω = = = = _____ ampère _____ ampère _____ ampère _____ ampère PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 103 : - faire le magnétisme 9.2 et 9.3 Champ magnétique avec un aimant droit : http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/premiere_1S/spectre _magnetique_aimant_droit.htm Champ magnétique avec un solénoïde : http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/premiere_1S/solenoi de_champ_magnetique_intensite_poles.htm ST-STE-ATS Concept 9.2 le champ magnétique d’un fil parcouru par un courant Première règle de la main droite : placer la main droite autour du fil le pouce = sens du courant électrique les 4 doigts = sens du champ magnétique (Nord sort par les 4 doigts) STE-ATS Concept 9.3 Le champ magnétique d’un solénoïde Deuxième règle de la main droite : Avec la main droite autour du solénoïde le pouce = sens du champ magnétique nord les 4 doigts = sens du courant dans les fils Les 4 facteurs qui augmentent la force d’un solénoïde 1. plus de tours de fil électrique 2. plus de courant 3. présence d’un noyau ferromagnétique 4. diamètre du solénoïde plus petit Fsolénoïde = n I la force = nombre de tours x le courant X le X veut dire que le courant ou le champ magnétique entre dans la feuille le point veut dire que le courant ou le champ magnétique sort de la feuille vers vous. PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 104 : - Le magnétisme, retour sur la main droite et sur la deuxième règle de la main droite. Faire quelques exercices sur les feuilles supplémentaires. Pratiquer encore le circuit mixte principe d’un haut parleur : http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/premiere_1S/haut_pa rleur_microphone_force_laplace.htm rendement énergétique : http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_l ycee/lycee/premiere_1S/rendement_moteur_electrique_e nergie_mecanique_effet_Joule.htm - + batterie N POSTE 2 LABO MIXTE (STE) : 10 Ω 100 Ω 20 Ω Réq : Us = ____V = ____ Is = ____A R20 : U20 = ____V = ___ I 20 = ____A R10 : U10 = ____V = ___ R100: U100 = ____V = ____ I10 = ____A I100 = ____A Ps = _____ P10 = _____ P20 = _____ Table de valeurs pour le graphique de Réq Titre : P100 = ______ U I 0 0 NOM : ____________________________ groupe : ____________ 1. Détermine la résistance équivalente de chacun des circuits mixtes suivants a) b) g) c) e) g) 2- Dans le circuit à droite, quelle est la différence de potentiel aux bornes du résistor 1 ? d) f) h) 3- Dans le circuit à droite, si le résistor R3 est traversé par un courant de 1,5 ampère, quelle est la résistance de ce résistor ? 4- Dans le circuit à droite, les valeurs connues sont indiquées. a) quelle est la différence de potentiel ? b) Quelle est la résistance du résistor R1 ? 5- Dans le circuit illustré à droite, quelle est l’intensité du courant qui traverse le résistor R1 et quelle est la tension aux bornes de R5 ? 6- Dans le circuit à droite, quelle est la tension aux bornes de la source si 5,0 A traversent le résistor 3 ? 7- Une batterie d'automobile possède une charge de 180 000 coulombs. Quelle intensité de courant peut fournir la batterie si elle se décharge complètement en faisant tourner pendant 4 heures un petit moteur électrique? 8- Une pile de 1,5 V peut fournir un courant de 0,3 A pendant deux heures à un baladeur. Quelle est la charge de cette pile en coulombs ? 9- Un courant de 3,5 A passe dans un conducteur en 2 minutes. Quel est le nombre total de charges élémentaires qui ont traversé le conducteur? 10- Quelle est la puissance dissipée par un résistor de 20 parcouru par un courant de 1,62 A ? 11- a) Quel est le courant sortant d'une centrale soumis à une tension de 750000 volts avec 500 MW ? b) Quel est le courant sortant d’une centrale soumis à une tension de 750 volts avec 500 MW ? 12- Quelle est la puissance dissipée par la centrale du numéro précédent? Pour A et B, les résistors sont de 10 ? 13- Pour faire un gâteau, on utilise pendant 4 minutes un batteur électrique d’une puissance de 25 W. Quelle quantité d’énergie électrique a été dépensée pour la préparation de ce dessert en joules et en kWh ? La cuisson de ce gâteau a pris 30 minutes en utilisant un élément de 2500 W. Si l’élément électrique ne fonctionnait que la moitié du temps, calculer l’énergie pour faire cuire le gâteau en joule et en kWh ? 14- Voici les indications que l'on retrouve sur la plaque signalétique d'un magnétoscope. a) Sous quelle tension cet appareil fonctionne-t-il ? b) Quelle est l'intensité du courant qui traverse ses circuits? c) Combien d'énergie consommerait cet appareil lors du visionnement d'un film d'une durée de 90 minutes ? 15- Josée possède une piscine hors-terre. Durant l’été le moteur du filtreur fonctionne 24h sur 24. a) avec la fiche signalétique, calcule l’énergie qu’il consomme pendant les 130 jours de fonctionnement. b) à 0.05 $ le kWh, combien Josée économiserait-elle si elle éteignait le moteur durant la nuit, l’équivalent de 10 h par jour durant tout l’été ? 16- Sarah immerge un résistor en céramique dans 800 g d'eau et elle le soumet à tension de 20 V et à un courant de 4 ampères pendant15 minutes. a) Quelle quantité d’énergie électrique le circuit a-t-il consommée ? b) Si toute l’énergie électrique est convertie en chaleur et absorbée par l’eau, quelle variation de température subira cette masse d’eau ? 17- Albert désire faire bouillir 1200 g d'eau prélevée d'un robinet d'où elle sort à une température moyenne de 12°C. Si la bouilloire fonctionne sous une tension de 120 V et possède une puissance de 1750 W, combien de temps devra-t-il faire chauffer l'eau si l'on considère que l'appareil n’occasionne aucune perte d'énergie? 18- Isabelle immerge un résistor dans un calorimètre contenant 400 g d'eau. Elle soumet ce résistor à une tension de 15 V pendant 20 min., Elle observe alors que l'eau passe de 20°C à 42°C. Quelle intensité de courant a circulé dans le résistor si l'on considère comme négligeables les pertes d'énergie du montage? 19- Robert veut vérifier quelle quantité d'énergie mécanique peut être transformée en chaleur par son batteur électrique. Il verse alors 500 g d'eau à 20°C dans le bol et a fait tourner l’appareil pendant 10 min. à haute vitesse. Il constate que l’eau a atteint 23°C. Si l’appareil possède une puissance de 20 W, quelle quantité d’énergie électrique a été perdue de différentes façons au cours de l'opération? La capacité thermique de l’eau est de 4,19 j/g.oC 20- Une vieille télévision noir et blanc fonctionne sur le 110 V. Si 90 % du courant de ce téléviseur est utilisé par l’écran cathodique et qu’il faut 2,5 X 10 19 charges élémentaires par seconde pour avoir une image, quelle est l’ampérage total utilisé par le téléviseur et quelle est la puissance de ce téléviseur ? 21- En se frottant les souliers sur un tapis sec et ensuite en touchant un autre personne, la personne reçoit une décharge électrique. Quel est le voltage de ce mini-éclair en sachant que la décharge ne dure que 0.001 seconde et qu’il se transfère 2 X 109 charges élémentaires. La puissance d’éclairage de ce mini-éclair équivaut à environ une ampoule de 1 mW. 22- Trouvez le courant dans chaque dessin. Erreur au B I6 = 13 A B I6 = 13 C 23- Trouvez le courant et le voltage dans chaque dessin. I2 = 3I3 I2 = 3I3 Trouvez la valeur des résistances équivalentes : PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 105 : - Expliquer le Labo et les résultats attendus avec des boussoles Faire laboratoire sur le magnétisme. Identifier les objets ferromagnétiques dans le petit pot en plastique Chapitre 2 TERRE ET ESPACE Section 1 Le soleil a 98 % de la masse totale du système solaire ST-STE-ATS Concept 1.1 Le flux d’énergie émis par le soleil Le flux est l’ensemble du rayonnement émis par le soleil. L’énergie solaire émise est de longueur d’onde différente. (ondes courtes = énergie élevée)(ondes longues = énergie faible) Insolation = quantité de rayonnement solaire reçue à la surface (influencé par : latitude, saisons, biosphère) Zone intertropicale reçoit maximum d’énergie solaire. ST-STE-ATS Concept 1.2 Le système Terre-Lune 1.2.1 Interactions gravitationnelles Distance Terre-Lune = 385000 km (lumière : 299792.458 km/s) Lune = 1/81 de la masse de la Terre 1.2.2 Les marées Les marées sont causées par la gravité de la Lune et du Soleil. L’amplitude des marées est régit par la position Terre-Lune-Soleil En pleine Lune et nouvelle lune donne marée de vives-eaux. En demi-lune donne marée de mortes-eaux. La Baie de Fundy a un marnage de 16 m. LABORATOIRE MAGNÉTIQUE 1 2 N 3 N 6 N N N 5 N N N N N 9 7 4 N N N N 8 N N N N 10 N N N N PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 106 : - Faire 2 autres exercices sur les 8 feuilles supplémentaires. (14 et 20) - Expliquer la somme de 2 champs occasionnés par un courant électrique -faire faire encore la pratique des circuits série, parallèle et mixtes. (Expliquer le rendement numéro 28 avec calcul et réponse) http://physiquecollege.free.fr/electricite.htm Animation électricité : (tableau résistance) http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_l ycee/quatrieme/electricite/loi_d_ohm.htm Finir cahier d’exercices jusqu’à la page 130 (examen la semaine prochaine) COMMENCER TERRE et ESPACE page suivante : expliquer vive-eau et morte-eau Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=kcuF2HzZc84 qualité « scrap » https://www.youtube.com/watch?v=w85wRuqhS-w marées à chaque jour https://www.youtube.com/watch?v=vQ7GFSvAkcg vives-eaux et morteseaux les quartiers de lune en animation : http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/cinquieme/opt ique/phases_lune.htm Chapitre 2 TERRE ET ESPACE Section 2 La terre a 4.5 milliard d’années L’atmosphère = 78 % azote, 21 % oxygène et 1 % argon + CO2+ le reste ST-STE-SE Concept 2.1 L’effet de serre L’effet de serre est causé par ces gaz (H2O(0X) + CO2(1X) + CH4(25X) + N2O(290X) dans l’atmosphère. Ils empêchent l’énergie solaire de retourner dans l’espace. ST-STE-ATS Concept 2.2 Les masses d’air 2.2.1 Les types d’air en Amérique du nord 2.2.2 L’humidité relative C’est le % de la quantité maximale de vapeur d’eau à une température donnée. Point de rosée = température à laquelle l’air devient saturée d’eau à 100 % De l’air humide à 100 % à 10 oC contient moins d’eau que de l’air sec à 50% à 25 oC PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 107 : - Continuer Terre et Espace - Expliquer tableau d’humidité relative faire avec eux cahier d’exercices pages 143 et faire avec eux cahier d’exercices page 142 : les masses d’air. - corriger l ST-STE-SE Concept 2.3 La circulation atmosphérique 2.3.1 La convection C’est un liquide ou gaz réchauffé qui monte en créant de la turbulence. Le courant de convection fait une boucle. La Terre a 6 boucles de convection. 2.3.2 La force de Coriolis La rotation de la Terre fait dévier l’air en mouvement. La circulation atmosphérique = convection + effet Coriolis 2.3.3 STE-SE Les vents dominants Au Canada, le vent dominant va de l’Ouest vers l’Est 2.3.4 Les courants-jets Ce sont des vents très rapides (entre 100 et 360 km/h) à une hauteur de 8 à 14 km. C’est utilisé par les gros avions. ST-STE-ATS Concept 2.4 Les cyclones et les anticyclones 2.4.1 La pression atmosphérique C’est la force exercée par le poids de l’atmosphère (14 livres par pouce2) Cyclone = basse pression (air chaud monte) Anticyclone = haute pression (air froid descend) PLANIFICATION 2016-2017 Science et techno Secondaire 4 ST-STE Yvan Girouard Cours 108 : - Continuer Terre et Espace. - Retour main droite.(cah. ex. p. 128 et 130) - Expliquer l’effet Coriolis (cylindre 1600 km/h) - La circulation atmosphérique - CAHIER EXERCICES PAGE 107 Vidéo expliquant la circulation (4 min) courant de convection : https://www.youtube.com/watch?v=ejB7gMb5SXc https://www.youtube.com/watch?v=QQ6edOc5bEg https://www.youtube.com/watch?v=dt_XJp77mk&ebc=ANyPxKrf4XSPBvda9ggFtZeoWWB7T3RYfo aA1ig4beil_kgzVRoiWrmMEYvyWOYDg2vlWDar5kce ewlq1_oKiDB3RzeinhyXQ Petit vidéo convection dans un bécher : https://www.youtube.com/watch?v=7xWWowXtuvA ST-STE-ATS Concept 2.5 L’ozone 2.5.1 L’ozone atmosphérique C’est 90% de tout l’ozone. L’ozone bloque les rayons UV. O3 = ozone 2.5.2 Le trou dans la couche d’ozone Les CFC (chloro-fluoro Carbone) dégradent la couche d’ozone. L’arrêt d’utilisation des CFC dans les bonbonnes aérosol a permis à la couche d’ozone de lentement se reformer.
