La physique au CO

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La physiqueau CO

• PG de physique OS du cycle dorientation
• Département de linstruction publique Genève
• 2006

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Cadre général

• Grille horaire

Observation scientifique
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Contexte

• effectifs restreints 15 élèves max.
• cours indépendants les uns des autres -gt
  hétérogénéité des passés scientifiques des élèves
• cours optionnels prévus hétérogènes
• les options ne constituent pas des préalables
  pour une orientation au post-obligatoire

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• Choix des options

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Évaluations communes

• 9ème cours obligatoire
• Évaluation commune théorique
• (1x45 minutes)
• 8ème cours optionnel
• Évaluation commune théorique et pratique
• (2x45 minutes)
• 9ème cours optionnel
• Évaluation commune théorique et pratique
• (2x45 minutes)

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Objectifs et contenus des cours
Observation scientifique - 7ème Objectifs
principaux

• transformer une question ou une situation en
  problème scientifique à résoudre
• imaginer et réaliser des expériences apportant
  une réponse ou des conclusions à un problème
• collaborer dans un travail déquipe
• communiquer sa démarche oralement ou par écrit

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Cours obligatoire - 9ème La matière et ses
transformations
Objectifs principaux

• Caractériser les substances par leur masse
  volumique.
• Représenter les espèces chimiques à l'aide d'une
  écriture symbolique appropriée en se limitant
  principalement aux éléments carbone, hydrogène et
  oxygène.
• Représenter les états solide, liquide et gazeux
  de la matière par un modèle décliné à l'échelle
  des molécules.
• Utiliser le modèle moléculaire pour donner du
  sens aux phénomènes et grandeurs physiques
  retenus.

•  

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• Utiliser le modèle moléculaire pour interpréter
  en termes d'agitation moléculaire et de liaisons
  inter-moléculaires les deux effets d'un
  transfert d'énergie thermique (changement de la
  température et changement d'état physique).
• Caractériser les substances par leurs
  températures de changement d'état.
• Distinguer les transformations chimiques des
  transformations physiques par des critères à
  l'échelle humaine et à l'échelle moléculaire.
• Modéliser les transformations chimiques par des
  réactions chimiques.
• Rendre compte de la conservation de la matière
  par celle des atomes.
• Utiliser le modèle de la réaction chimique pour
  introduire la stœchiométrie à l'échelle des
  molécules.

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Sujets traités

• Caractérisation des substances par leur masse
  volumique.
• Atomes et molécules, éléments et espèces
  chimiques.
• Les états physiques de la matière (représentés
  par des molécules plus ou moins rapprochées, plus
  ou moins liées entre-elles et plus ou moins
  agitées).
• Température.
• Dilatation, diffusion, dissolution.
• Pression des gaz.
• Premier effet d'un transfert d'énergie le
  changement de la température.
• Second effet d'un transfert d'énergie le
  changement d'état physique (fusion-solidification
  vaporisation- condensation sublimation-sublima
  tion inverse.)
• Caractérisation des substances par leurs
  températures de changement d'état.

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• Transformations physiques (conservation des
  espèces chimiques) et transformations chimiques
  (non-conservation des espèces chimiques).
• Modèle de la réaction chimique réactifs,
  produits. La règle de conservation des atomes.
  Léquation de la réaction.
• Décompositions chimiques (électrolyse de leau,
  pyrolyse du bois).
• Synthèse de l'eau.
• Combustions (carbone, méthane, butane).
• Extinction d'un feu. Facteurs influençant
  l'extinction d'un feu.

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Cours optionnel - 8ème Vision des objets, des
images et des couleurs
Objectifs principaux

• on ne voit pas la lumière, on ne voit que des
  objets
• un objet peut être considéré comme un ensemble de
  points objets susceptibles denvoyer de la
  lumière dans toutes les directions de lespace
  (s'il est lumineux ou éclairé)
• pour quun point objet soit visible, la lumière
  issue de celui-ci doit parvenir dans lœil de
  lobservateur
• dans un milieu homogène, la lumière se propage en
  ligne droite

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• lorsque le milieu de propagation nest pas
  homogène ou lorsquelle rencontre une surface
  réfléchissante, la lumière issue dun point objet
  et reçue par lœil de lobservateur, semble
  provenir en ligne droite dun point différent
  appelé point image et que limage alors observée
  est constituée par lensemble de ces points
• la lumière blanche peut être obtenue par
  composition de lumières colorées, et à l'inverse
  se décomposer en lumières monochromatiques
• notre perception des phénomènes colorés
  s'explique à l'aide du modèle des synthèses
  additive ou soustractive des couleurs. Ce modèle
  rend compte du fonctionnement de nos organes de
  la vision et de la nature polychromatique de la
  lumière.

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Sujets traités

• Le modèle du rayon lumineux émission,
  propagation rectiligne à vitesse finie, diffusion
  et absorption de la lumière (par les objets
  terrestres ou célestes).
• Localisation d'objets au moyen de visées. 
• Ombres, pénombres et éclipses.
• Miroirs localisation d'images au moyen de
  visées, lois de la réflexion et construction
  d'images.
• Le phénomène de la réfraction (qualitativement).
• Lentilles localisation et caractérisation
  d'images.
• Dispersion de la lumière blanche.
• Absorption et diffusion/transmission sélective de
  la lumière (par les objets/les filtres).
• Le modèle des synthèses additive ou soustractive
  des couleurs pour expliquer ou prévoir des
  phénomènes colorés (éclairages colorés,
  impression en trichromie, écran TV).
• L'œil humain récepteur trichromique. (En
  liaison avec la biologie ?).

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Cours optionnel - 9ème 1er semestre sujet
obligatoire Lénergie dans les circuits
électriques
Objectifs principaux

• Construire et utiliser un modèle circulatoire du
  courant électrique.
• Comprendre que dans un circuit électrique la
  conservation de lintensité du courant nest pas
  incompatible avec le transfert dénergie
  électrique du générateur vers les récepteurs.
• Concevoir le circuit électrique comme un système
  dans lequel le fonctionnement de tout composant
  dépend de celui des autres.
• Développer une attitude responsable face aux
  dangers de l'électricité.

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Sujets traités

• Conditions de fonctionnement dune lampe 
  notions de conducteur, disolant et de boucle de
  courant.
• Circuits série, dérivation et mixtes 
  schématisation et montage.
• Charges électriques  sens et modèle circulatoire
  du courant.
• Formes et transformations dénergie  différents
  types de générateurs et de récepteurs
  électriques, effets du courant.
• Concept de résistance électrique  mesure à
  lohmmètre de la résistance électrique de
  quelques éléments  résistors, lampes, fil de
  connexion, corps humain, etc.
• Adjonction en série ou en dérivation dune lampe
  ou dun résistor  le courant délivré par un
  générateur dépend du circuit.
• Le court-circuit dun appareil ou dun
  générateur  le fusible élément protecteur.
• Intensité du courant définition et mesure 
  ordres de grandeurs.

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• Potentiel électrique  définition et mesure.
• Tension électrique aux bornes dun générateur ou
  de récepteurs  définition et mesure  ordres de
  grandeurs.
• Règles de brillance de lampes dans les circuits
  série et dérivation  puissance électrique PU.I
• Utilisation du principe de conservation
  PgénP1P2 (valable pour tous les circuits)
  pour retrouver les lois de Kirchhoff.
• Les dangers de lélectricité interprétés à laide
  du modèle circulatoire et du concept de
  résistance  ordres de grandeurs des tensions et
  courants dangereux  moyens de prévention des
  risques électriques. (En liaison avec la
  biologie ?)
• Électrostatique  caractérisation des charges et
  des interactions  séparation et circulation des
  charges.

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Cours optionnel - 9ème 2e semestre sujet à
choix

• Lenseignant choisit parmi des modules
• Force, masse et mouvement (le plus choisi)
• Energie et développement durable
• Sujets dastronomie
• Chimie de leau
• Courant alternatif

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Objectifs du module Force, masse et mouvement

• Introduire les notions de vitesse et de force en
  étudiant différents types de mouvements de
  mobiles et les actions subies par ces derniers.
• Différencier les notions de force et de vitesse,
  sattaquer à ladhérence entre ces deux notions
  en montrant que la force, modifiant le mouvement
  dun mobile, ne suit pas la vitesse mais sa
  variation.
• Étudier linfluence de la masse sur la variation
  de la vitesse dun mobile, montrer que pour une
  action donnée, la masse limite la variation de la
  vitesse.

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Sujets traités

• Première approche de la notion de vitesse.
• Définition de la vitesse moyenne unités usuelles
  et S.I.
• Transformations dunités de temps et de longueur,
  manipulation de formules, résolution de problèmes
  simples, prédiction-interprétation de graphiques.
• Le principe dinertie  dissociation des
  grandeurs force et vitesse. La vitesse dun corps
  est constante en intensité et en direction si et
  seulement si aucune force nagit sur lui.
  Interprétation de nombreuses situations au moyen
  de diagrammes de forces cohérents avec ce
  principe.

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Résultats des évaluations communes mai 2005 -
janvier 2006

• 9ème cours obligatoire

délèves à 3.5 - rendement à 3,5 - rendement
moy
21

• 8ème cours optionnel

délèves à 3.5 - rendement à 3,5 - rendement
moy
22

• 9ème cours optionnel

délèves à 3.5 - rendement à 3,5 - rendement
moy