Semaine 19
Cohésion et transformations de la matière
CHAPITRE 19 : EFFET THERMIQUE DES RÉACTIONS DE COMBUSTION
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Notions et Contenus
Réactions chimiques et aspects énergétiques associés : énergie libérée lors de la combustion d’un hydrocarbure ou d’un alcool ; ordres de grandeur.
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Compétences attendues
Écrire une équation de combustion.
Mettre en œuvre un protocole pour estimer la valeur de l’énergie libérée lors d’une combustion.
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ACTVITÉS
TP16 : Chaleur de combustion de la paraffine
Objectifs : Déterminer expérimentalement la quantité d’énergie libérée lors d’une combustion.
Situation déclenchante :
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Quelle flamme proposeriez-vous au joaillier ?
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JOAILLIER
Le bijoutier-joaillier fabrique de façon artisanale bagues, bracelets, colliers, broches en utilisant l’or, l’argent, le platine, souvent agrémentés de pierres précieuses. Il crée, transforme, répare ou restaure, selon des techniques anciennes, les pièces qui lui sont confiées.
Le travail du bijoutier-joaillier commence par une première ébauche de la pièce avec dessins et calculs en tenant compte des contraintes techniques et financières.
Puis vient la phase de fabrication. Il fait fondre les métaux, compose les alliages, façonne le métal.
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Semaine 20
Champs et forces
CHAPITRE 20 : CHAMPS SCALAIRES ET VECTORIELS DANS L’ESPACE
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Notions et Contenus
Exemples de champs scalaires et vectoriels : pression, température, vitesse dans un fluide.
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Compétences attendues
Recueillir et exploiter des informations (météorologie, téléphone portable,…) sur un phénomène pour avoir une première approche de la notion de champ.
Décrire le champ associé à des propriétés physiques qui se manifestent en un point de l’espace.
Comprendre comment la notion de champ a émergé historiquement d’observations expérimentales.
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ACTVITÉS
Étude de document :
« Les ondes dégagées par les téléphones portables, un débat à surveiller »
« Les ondes au service de la télécommunication (téléphone portable, GPS,……) »
« Les ondes au service de la météorologie (satellite, …) »
« ondes au service de la navigation et circulation aérienne »
« Les ondes au service de la sécurité routière »
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MÉTÉOROLOGISTE AÉRIEN
En matière aéronautique, le météorologiste est indispensable.
Le ciel peut être très dangereux et c'est au météorologiste à le prédire avant même le décollage ou en cours de vol.
Le métier consiste à récolter et à digérer un ensemble d'informations sur les vents, les températures, les pressions, bref une multitude de paramètres concernant les conditions atmosphériques à différentes altitudes. Tous les pays sont quadrillés par des stations synoptiques qui permettent de recueillir ces informations et de dresser des cartes météorologiques.
Avant chaque départ, le pilote prend connaissance de sa feuille de route. Elle lui indique tout ce qu'il va rencontrer sur son trajet.
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Semaine 21
Champs et forces
CHAPITRE 21 : CHAMP DE PESANTEUR ET CHAMP DE GRAVITATION
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Notions et Contenus
Champ de pesanteur local :  = 
Loi de la gravitation ; champ de gravitation.
Lien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteur.
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Compétences attendues
Identifier localement le champ de pesanteur au champ de gravitation, en première approximation.
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ACTVITÉS
Étude de document : « La station spatiale internationale (IIS) : l’après 2010 » (extrait du site techno-science.net)
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SPATIONAUTE
Un spationaute est avant tout un scientifique : embarqué dans une navette, sa principale mission sera de réaliser des expériences scientifiques qui portent sur la biologie humaine ou animale, la physique ou bien encore la chimie.
C’est l’Agence Spatiale Européenne qui forme les spationautes européens. Elle dispense une formation à la fois pratique et théorique, ainsi qu’un entraînement physique rigoureux. La formation dure deux ans, pendant lesquels les heureux sélectionnés vont apprendre, entre autres choses, à utiliser les différents instruments qui leur serviront dans l’espace.
Etre spationaute suppose de s’entraîner régulièrement pour avoir un physique à la hauteur de l’enjeu. Ainsi, en apesanteur, le corps n’a plus à supporter son propre poids, mais c’est justement ce changement-là qui est le plus dur à endurer en revenant sur terre : d’ailleurs, les spationautes mesurent toujours quelques centimètres de plus à leur retour...
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Semaine 22
Champs et forces
CHAPITRE 22 : CHAMP MAGNÉTIQUE ET CHAMP ÉLECTROSTATIQUE
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Notions et Contenus
Champ magnétique : sources de champ magnétique (Terre, aimant, courant).
Champ électrostatique :  = 
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Compétences attendues
Pratiquer une démarche expérimentale pour cartographier un champ magnétique ou électrostatique.
Connaître les caractéristiques :
- des lignes de champ vectoriel ;
- d’un champ uniforme ;
- d’un champ électrostatique dans un condensateur plan ;
- du champ de pesanteur local.
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ACTVITÉS
TP17 : Spectres magnétiques de différents champs magnétiques
Objectifs : Mettre en évidence le champ magnétique
Situation déclenchante :
Expérience : Déposer à différents endroits sur la paillasse du professeur des boussoles.
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MANIPULATEUR D’ELECTRORADIOLOGIE MEDICALE
Le manipulateur d’électroradiologie médicale est au cœur des nouvelles technologies (IRM, médecine nucléaire, …).
Le manipulateur d’électroradiologie médicale est un professionnel de santé qui, sur prescription et sous la responsabilité d’un médecin, participe directement à la réalisation des investigations relevant de l’imagerie médicale (radiologie classique, scanographie, I.R.M) de la médecine nucléaire et des traitements (radiothérapie). Il a à la fois un rôle soignant et médico-technique du fait de l’utilisation de machines de haute technicité.
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Semaine 23
Formes et principe de conservation de l’énergie
CHAPITRE 23 : ÉNERGIE D’UN POINT MATÉRIEL EN MOUVEMENT DANS LE CHAMP DE PESANTEUR UNIFORME
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Notions et Contenus
Énergie d’un point matériel en mouvement dans le champ de pesanteur uniforme : énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur, conservation ou non conservation de l’énergie mécanique.
Frottements ; transferts thermiques ; dissipation d’énergie.
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Compétences attendues
Connaître et utiliser l’expression de l’énergie cinétique d’un solide en translation et de l’énergie potentielle de pesanteur d’un solide au voisinage de la Terre.
Réaliser et exploiter un enregistrement pour étudier l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de l’énergie mécanique d’un système au cours d’un mouvement.
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ACTVITÉS
TP18 : Étude énergétique du mouvement de chute d’un solide dans le champ de pesanteur uniforme
Objectifs : Réaliser l’enregistrement du mouvement d’un solide pour étudier l’évolution de son énergie cinétique, potentielle et mécanique.
Situation déclenchante :
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Jérôme est seul sur sa luge. Nicolas et David sont ensemble. Ils s’amusent en classe de neige à la montagne. Ils partent au même endroit en haut de la piste.
A ton avis quel équipage va glisser plus loin en bas de la piste. Explique pourquoi.
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INGENIEUR EN HYDROELECTRICITE
L’ingénieur en hydroélectricité conçoit des centrales de génération d’énergie hydroélectrique de petites et moyennes dimensions ou fait partie d’équipes travaillant sur de grands projets pour des commandes importantes. L’énergie hydraulique comporte des avantages puisqu’elle ne produit aucun déchet, elle ne pollue pas l’eau ou l’air, la quantité d’énergie produite est prévisible et fiable (contrairement à l’énergie éolienne ou solaire), elle est entièrement renouvelable et presque gratuite.
L’un des défis essentiels que tout ingénieur en hydroélectricité soucieux de l’environnement doit relever est l’atténuation des impacts négatifs sur l’environnement, par exemple en créant des « échelles à poisson » pour aider les poissons migrateurs.
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Semaine 24
Formes et principe de conservation de l’énergie
CHAPITRE 24 : LES FORMES DE L’ÉNERGIE ET SA CONSERVATION
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Notions et Contenus
Formes d’énergie.
Principe de conversion de l’énergie.
Application à la découverte du neutrino dans la désintégration β.
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Compétences attendues
Connaître diverses formes d’énergie.
Exploiter le principe de conservation de l’énergie dans des situations mettant en jeu différentes formes d’énergie.
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ACTVITÉS
Étude de document : « L’énergie dans tous ses états » (extrait du site cea.fr)
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EXPLOITANT AGRICOLE EN BIOMÉTHANISATION
L’exploitant agricole en biométhanisation a pour objectif de transformer des effluents d’élevage (fumier ou purin) ou des matières végétales en biogaz, qui produira, à son tour, de l’énergie. Il doit la plupart du temps trouver d’autres matières premières agricoles auprès de quelques agriculteurs, et doit ensuite surveiller le bon déroulement du processus.
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Partie 3
AGIR
Défis de XXIe siècle
En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développement tout en préservant la planète ?
Semaine 25
Convertir l’énergie et économiser les ressources
CHAPITRE 25 : LES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES : CARACTÉRISTIQUES, TRANSPORT ET STOCKAGE
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Notions et Contenus
Ressources énergétiques renouvelables ou non ; durées caractéristiques associées.
Transport et stockage de l’énergie ; énergie électrique.
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Compétences attendues
Recueillir et exploiter des informations pour identifier des problématiques :
- d’utilisation des ressources énergétiques ;
- du stockage et du transport de l’énergie.
Argumenter en utilisant le vocabulaire scientifique adéquat.
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ACTVITÉS
Étude de document : « Le stockage des énergies renouvelables : une problématique incontournable » (extrait du site lequotidien.re)
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GÉOTHERMICIEN
Le géothermicien identifie des zones qui « stockent » de l’énergie et explore les sous-sols pour estimer la quantité d’énergie exploitable. Il évalue les possibilités de rendement énergétique, pour réaliser la construction d’installations d’exploitation, selon la profondeur de la nappe phréatique et sa température.
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