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UNION DES PROFESSEURS DE PHYSIQUE

ET DE CHIMIE

Section académique de Grenoble

Rencontre sur le nouveau programme de terminale S

Mercredi 21 novembre 2012 de 14h30 à 17h30

Lycée Marie Curie Echirolles

16 présents dont 3 retraités, dont 7 membres du bureau

Les IPR de sciences physiques Ms JC Larbaud et V. Guiral arrivent vers 16h00.

Impression générale sur le programme, les horaires, l'AP :

- Les élèves ne sont pas habitués aux activités documentaires, ne sont pas autonomes, n'assimilent pas les

connaissances. Ils n'ont pas de compétence technique, aucun bagage ! On doit leur apprendre des

compétences sans connaissance, ils ne réutilisent pas les connaissances de première S.

- Il n'y a plus de cours, peu de synthèse. Certains profs renoncent à la partie synthèse.

- Problème de l'évaluation des synthèses, des activités documentaires, …

- AP : 2h AP par semaine, 100% scientifique, 70 élèves en TS, soutien de physique une semaine sur deux,

puis math l'autre semaine. C'est une nouveauté d'avoir du soutien et cela fait du bien à beaucoup d'élèves.

L'AP correspond aux besoins du jour J : calcul de concentration, tableau d'avancement, …

D'après les nouveaux programmes, cette heure d'AP devrait être consacrée à l'approfondissement des

programmes et non à du soutien… L'AP doit être aussi le moment de montrer aux élèves les métiers, les

débouchés scientifiques, métiers sur un thème, …

- Les professeurs pensaient qu'il y aurait une réduction du programme dans la nouvelle version mais il

n'en ait rien ! On retrouve au moins 5 chapitres en mécanique !

- Enseignement de spécialité : 3 thèmes, préparer les élèves à différents types d'exercices, 3 sous thèmes,

chacun 3 semaines pour les faire avec activité documentaire, expérimentale, problème scientifique

(document autour d'une question posée, les faire avancer vers la solution suite à un raisonnement

scientifique) et synthèse : production d'écrit sur un thème scientifique. Peu de temps pour faire tout cela,

balayage ! En plus, l'enseignement de spécialité est décalé par rapport au tronc commun. L'ordre libre est

biaisé. Exemple avec le thème de l'eau pour lequel on a besoin des équilibres acido-basiques en début

d'année quand on parle des ions carbonates dans l'eau. En physique, on fait les ondes en tronc commun, il

faudrait les appliquer sur le thème de la musique en spécialité.

- Avis des élèves : les élèves ne sont pas gênés par cette pédagogie, par l'absence de cours, ils s'adaptent

bien aux activités documentaires, ils ne sont pas affolés, …ils sont de bonnes volontés, ils travaillent,

l'engagement est là, il y a le bac en fin d'année.

- Thème de l'eau : transversal avec la SVT, empiètement sur la SVT ?

- Incohérence des programmes : exemple avec les dosages : dans l'ancien programme, dans le tronc

commun un type de dosage était traité et en spécialité, d'autres dosages autres les techniques associées.

Maintenant, tous les types de dosages sont en tronc commun : dosage pHmétrique, indicateur, spectro,

conductimétrique !! Cela prend trop de temps !! Il faut tout faire, cela est assez incohérent !!

- Mécanique : aucun lien avec la première.

- Sondage sur le début d'année auprès d'une classe de terminale S : 7 élèves trouvent qu'il y a plus de

calculs que les années précédentes et cela les perd : sinus, effet doppler, trop de calcul, ils n'en avaient

jamais fait en seconde et en première.

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- La fonction sinus n'est plus au programme de math, ni logarythme népérien, ils connaissent la

proportionnalité et c'est tout. On donne les éléments en math pour notre cours avant le cours de math, cela

les terrorise.

- Pour les élèves : vecteur = déplacement !! Donc problème pour utiliser le vecteur pour une vitesse,

accélération. La notion de vecteur est bien vue en terminale en math seulement donc on ne devrait pas

faire la mécanique en début d'année…

- On est affolé quand on voit les sujets 0 du bac, les élèves doivent cheminés tout seul dans l'exo !!

Clément Cabanac : relativité, sur le site de la DAAF

5h pour traiter la relativité :

1re

activité documentaire sur les postulats (invariance de la mesure de la vitesse de la lumière entre

plusieurs référentiels en translation rectiligne uniforme, mesure de c invariante par changement de

référentiel)

Puis TP : dilatation du temps : activité déjà présentée à la précédente rencontre : horloge avec lumière, va

et vient dans une fusée avec un observateur dans la fusée, on compte le nombre de tic tac pendant 4s. La

fusée survole la terre avec un observateur Albert : 6s, même expérience observée par deux observateurs

différents, l'expérience n'a pas duré le même temps : le temps impropre (vue de le Terre) est plus grand

que le temps propre (fusée).

Quantitativement : cinématique, relier la vitesse à la longueur en x, puis la trajectoire oblique, la lumière

s'est propagé en oblique à la vitesse c, puis Pythagore, bien distinguer les deux observateurs, pas besoin

de la composition des vitesses, notion de référentiel intéressante.

C'est une activité qui permet de ne pas faire un cours rébarbatif, on n'a recours qu'à l'horloge de lumière.

Applications possibles : muons dans l'atmosphère et GPS

Exos dans les manuels : être critique vis-à-vis des exos proposées : temps de désintégration des particules

OK, mouvement circulaire d'un GPS : c'est déjà juste, ne pas mettre les deux avions avec des horloges

atomiques car c'est le paradoxe des jumeaux de Langevin !!! Surtout pas !! Hors programme.

Problème pour définir un référentiel galiléen ?? Principe d'inertie : somme des forces nulle donc vitesse

égale constante, référentiel dans laquelle le principe d'inertie s'applique.

GPS : une horloge dans chaque satellite : le satellite émet des signaux : heure d'émission, différence des

temps. Il suffit de trois satellites pour avoir la position exacte.

Attention à la dilatation des durée : se poser la question sur une seconde pour qu'on puisse considérer les

deux référentiels en translation rectiligne uniforme, toujours rendre obligatoire de donner l'observateur et

le référentiel. Si l'étude se fait sur un jour, cela pose problème car ce ne sont plus des référentiels

galiléens. Raisonner sur 1s puis étendre sur la journée.

Effet Doppler en astronomie :

Site européen : "hands on universe" site français projet Eu-Hou

Ce site propose des TP pour illustrer les lois physiques (lois de Kepler) à l'aide des images et mesures sur

les planètes. Ex : De l'effet Doppler-Fizeau aux exoplanètes.

Voir d'autres activités en ligne et gratuit : les élèves peuvent finir de dépouiller les spectres chez eux.

Manipulation sur l'effet Doppler : Lycée Champollion :

Banc souflant Laser

photorésistance

plaque en plastique réfléchissante. émetteur.

Récepteur

EA0

EA1

EA2

chariot

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TP TS : Banc soufflant + chariot avec plaque plastique+ photorésistance en face d'un laser, la plaque

plastique traverse la longueur du chariot. On mesure la vitesse du chariot qui coupe la diode laser et on

mesure la durée du signal entre les deux extrémités du chariot, on lance le chariot à la main.

Utilisation du logiciel Latis Pro

Transformée de Fourier : mesure de la distance entre le signal émis et recu

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Paramètres d'acquisition des données :

• Durée d’acquisition T : influence sur la résolution en fréquence.

• T×f ≈ 1 pour T = 100ms : f ≈ 10 Hz

La précision sur la fréquence pour v = 1 m.s-1

est de l’ordre de 10/200 = 5%

• Période d’échantillonnage T et domaine de fréquence : fmax = 1/2Te .

(Au moins deux échantillons par période – ici 5)

• Mesure de la vitesse : une limite du dispositif : le temps de réponse et la sensibilité de la

photorésistance + largeur du faisceau laser

Patrick Arnaud : Grille d'évaluation en TS

Grille de compétence en TP : synthèse de deux grilles de l'IG et de Hachette : correction des copies en

fonction de cette grille, l'idéal serait que ce soit les élèves qui remplissent eux-mêmes leur grille !

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Patrick Arnaud : TP Incertitude en TS

TS TP1 On dit que les sciences physiques sont des sciences exactes mais est bien certain ?

Mesures et incertitudes / expression d'un résultat / chiffres significatifs

Compétences :

- Erreurs et notions associées

Identifier les différentes sources d’erreur (de limites à la précision) lors d’une mesure : variabilités du phénomène et de

l’acte de mesure (facteurs liés à l’opérateur, aux instruments, etc.).

- Incertitudes et notions associées

- Évaluer et comparer les incertitudes associées à chaque source d’erreur.

- Évaluer l’incertitude de répétabilité à l’aide d’une formule d’évaluation fournie.

- Évaluer l’incertitude d’une mesure unique obtenue à l’aide d’un instrument de mesure.

- Évaluer, à l’aide d’une formule fournie, l’incertitude d’une mesure obtenue lors de la réalisation d’un protocole dans

lequel interviennent plusieurs sources d’erreurs.

- Expression et acceptabilité du résultat

- Maîtriser l’usage des chiffres significatifs et l’écriture scientifique. Associer l’incertitude à cette écriture.

- Exprimer le résultat d’une opération de mesure par une valeur issue éventuellement d’une moyenne et une

incertitude de mesure associée à un niveau de confiance.

- Évaluer la précision relative.

- Déterminer les mesures à conserver en fonction d’un critère donné.

- Commenter le résultat d’une opération de mesure en le comparant à une valeur de référence.

-Faire des propositions pour améliorer la démarche. Avant de réaliser les mesures dans les 2 situations suivantes, rappeler la définition d'une erreur de mesure

aléatoire et d'une erreur de mesure systématique. Distinguer fidélité, justesse, fiabilité d'un appareil de mesure. Représenter des pictogrammes illustrant fidélité et justesse,

associer les avec les courbes

de Gauss représentatives. Etude de cas : Mesure de la masse volumique d'un liquide Soit un liquide A à identifier, il s'agit de mesurer sa densité avec suffisamment de précision pour le répérer dans le tableau ci dessous, On admet que l'évaporation du liquide est négligeable au cours du TP, ainsi que la variation de température de la classe. Les mesures seront effectuées 3 fois par binôme. L'ensemble des mesures effectuées par les binômes sera enregistré dans une feuille de tableur. 1-1 Proposer un protocole 1-2 Comparer les résultats de la mesure faite, en indiquant la précision obtenue, avec une utilisation de verrerie différente à chacune des mesures suivantes : Mesure 1 avec un bécher. Mesure 2 avec une éprouvette graduée. Mesure 3 avec une fiole jaugée. 1-3 Préciser en quoi le caractère volatil du liquide et une forte variation de température peuvent nuire à la précision de la mesure faite. 1-4 Faire une analyse des résultats obtenus en fonction des classes respectives de la verrerie utilisée.

Proposer un protocole pour mesurer avec le plus de précision possible le volume de la barre d'aluminium disponible sur la paillasse, Estimer l'intervalle de confiance de la mesure faite de ce volume.

A partir dealu = 2,74 g.cm-3,

vérifier avec la balance, la validité des mesures de volumes effectués. Prendre en compte la précision de la balance pour écrire le résultat de la mesure la masse de la barre d'aluminium. Puis celle du volume.

1ére situation : Comment différencier l'utilisation d'un bécher, d'une éprouvette graduée, d'une fiole jaugée ?

Préambule :

2ème situation : Comment différencier l'utilisation d'un pied à coulisse, d'un micromètre, d'un réglet pour mesurer avec précision le volume d'un parallélépipède rectangle ?

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Gilles Schaff : enseignement spécialité : progression sur l'année

Progression avec l'aide du Hachette.

Résolution de problème : radioactivité :

Battement : violon et battement d'après une épreuve du bac il y a 3 ans, sur excel : somme de 2

sinusoidales

son et architecture : théâtre antique : exo de bac

échantillonnage : ostralo.net

pvcdrom : site dédié aux cellules photovoltaiques

phet.colorado : animation de phénomènes chimiques et physiques