Que faut-il retenir du cours sur les systèmes oscillants selon les connaissances et savoir-faire exigibles du programme officiel ?

Dans cet article comme dans tous les articles de mécanique, les vecteurs sont notés en gras.

Note : cet article est en cours de rédaction, je pense le finir dans la semaine.

D’abord, quelques faits autour du pendule simple

Définir un pendule simple.

Un pendule simple, est tout simplement :

• Un objet ponctuel suspendu à un point fixe par un fil inextensible.

C’est à dire ? une petite masse accroché à un fil de longueur fixe, sans élasticité.

Qu’est-ce que cela veut dire ponctuel ? Pour un mathématicien, ça veut dire infiniment petit (ils ont des définitions du genre : vous imaginez tout ce que vous avez de plus petit et c’est encore plus petit). Bien sûr qu’il n’y a pas grand chose qui vérifie le fait d’être “ponctuel” (hormis peut-être les particules élémentaires) mais pour nous en mécanique, on considérera que la masse est “ponctuelle” du moment que ses dimensions sont plus petites que la longueur du fil (et pas du moment qu’elle arrive à l’heure…).

Justifier la position d’équilibre dans le cas d’un pendule simple.

Comme le solide est soumis à 2 forces (le poids et la tension du fil), sa position d’équilibre est lorsque ces deux forces se compensent : lorsque le fil est vertical. Si l’objet est dans cette position sans vitesse, comme la somme des forces est nulle, l’accélération l’est aussi et le solide perdure dans cette position.

Définir l’écart à l’équilibre, l’abscisse angulaire, l’amplitude, la pseudo-période, la période propre et les mesurer sur un enregistrement.

Si l’on écarte l’objet de la position d’équilibre, le fil forme un angle avec la verticale. Cet angle, généralement noté θ, est une mesure de l’écart à l’équilibre. On l’appelle abscisse angulaire. Lorsque l’on trace les variations de cet grandeur en fonction du temps, on trouve quelque chose comme ça :

Qui s’étudie de la même façon que la dernière fois que nous avons rencontré ce genre d’évolution temporelle : avec le dipôle RLC. Sur le schéma ci-dessus, l’amplitude des oscillations diminue progressivement, il s’agit d’un régime apériodique. La pseudo-période se trouve en mesurant le temps mis pour que la courbe passe 2 fois par zéro dans le même sens, ici : 2 secondes.

Enoncer la loi d’isochronisme des petites oscillations.

Une petite loi toute simple à apprendre et à comprendre :

• Pour des oscillations de faible amplitude (on considère généralement θ inférieur à 15°), la période est indépendante de l’amplitude.

Ce qui veut dire que le pendule met toujours le même temps pour parcourir un aller-retour lorsque l’amplitude n’est pas trop élevée.

Savoir comment un système peut atteindre un régime apériodique.

Dans le cas idéal où il n’y a pas de frottement, le pendule oscille indéfiniment autour de sa position d’équilibre et l’amplitude reste toujours constante. Dès lors qu’il y a des frottements, il y a amortissement et l’amplitude des oscillations se met à diminuer. C’est le régime apériodique.

Savoir que dans le cas d’un amortissement faible, la pseudo-période est voisine de la période propre.

Tout est dit. Que dire de plus ?

Pour un pendule simple, justifier la forme de l’expression de la période propre par analyse dimensionnelle.

Ah, c’est là que les choses deviennent intéressantes. Pour le pendule simple, la période propre s’exprime T₀=2.pi.√(l/g) [2 pi racine de l sur g] où l est la longueur du fil.

Cette expression est homogène, c’est à dire que l’unité du membre de droite est égale à l’unité du membre de gauche.

En effet, g s’exprime en N/kg mais également en m/s² (mais si, rappelez-vous de ce que l’on a vu dans la chute libre, a=g donc g a la même unité que l’accélération). Ainsi, l/g est homogène à m/(m/s²)=s². La racine de l/g est donc homogène à des secondes. Comme 2.pi n’a pas d’unité, 2.pi.√(l/g) est bien homogène à du temps. CQFD !

À partir d’une série de résultats expérimentaux, vérifier la validité de l’expression de la période propre d’un pendule simple.

Il s’agit en fait de vérifier l’expression précédente. Pour cela, on procède généralement en mesurant la période propre pour plusieurs longueurs de fils. On obtient alors des valeurs de T₀ en fonction de l. Pour vérifier la validité de l’expression T₀=2.pi.√(l/g), il ne reste plus qu’à tracer T₀ en fonction de √(l). On devrait trouver une droite de pente 2.pi/√(g)

Et puis tout sur le système solide-ressort

Connaître les caractéristiques de la force de rappel exercée par un ressort.

La force de rappel d’un ressort est proportionnelle à l’élongation et dirigée vers la position de repos. Si l’on note l₀, la longueur du ressort “à vide” c’est à dire sans contrainte, la force de rappel est égale à k.(l-l₀) où k est la constante de raideur du ressort, qui s’exprime en N/m. Le point d’application de cette force est le point d’attache du ressort au solide.

Dans le cas d’un solide accroché à un ressort, celui-ci s’allonge de sorte à compenser le poids. Cela permet de mesurer la constante de raideur k. En effet, dans la position d’équilibre, les forces se compensent. Le poids est vertical dirigé vers le bas, tandis que la force de rappel du ressort est verticale dirigée vers le haut. Les normes des 2 vecteurs sont égales : m.g=k.(l-l₀) ce qui permet de calculer k=m.g/(l-l₀).

Dans le cas d’une configuration horizontale, on note généralement x, l’écart à la position d’équilibre du centre d’inertie de l’objet. Lorsque x est nul, le ressort à sa longueur à vide et la force de rappel est nulle. Dans ces conditions, la force de rappel du ressort s’exprime : F=-k.x.i où F est l’expression vectorielle de la force de rappel et i le vecteur unitaire. On peut vérifier que cette expression marche bien dans les 2 sens : si x est positif, F_x est négatif dirigée de sorte à diminuer x; si x est négatif, F_x est positif, de sorte à augmenter x. Ainsi F est toujours dirigé de sorte à ramener le solide vers la position x=0.

Appliquer la deuxième loi de Newton au solide et effectuer la résolution analytique dans le cas d’un dispositif oscillant horizontalement.

Voilà le coeur du problème, ce qui est technique et qu’il faut être capable de restituer :

1. On pose le problème :
   Envisageons un solide relié à un ressort. à t=0, on éloigne le solide de la position d’équilibre, et on le lache sans vitesse initiale. Notons u_x le vecteur unitaire horizontal, et prenons x=0 à la position d’équilibre, u_z le vecteur unitaire verticale. Ce solide est soumis à 4 forces :
   1. Le poids : P=-mg.u_z
   2. La réaction du support : R=R.u_z
   3. La force de rappel du ressort : F=-k.x.u_x
   4. Une force de frottement visqueux (optionnel) qui s’oppose au mouvement : f=-μ.v
2. On écrit la seconde loi de Newton : P+R+F+f=m.a
   Le mouvement étant horizontal, a=a_x.u_x et v=v_x.u_x
   Ainsi, le seconde loi de Newton peut se réécrire : -mg.u_z+R.u_z-k.x.u_x-μ.v_x.u_x=m.a_x.u_x
3. On regarde ce qui se passe sur chaque axe :
   Ce qui donne selon u_z : R-m.g=0 → la réaction du support compense le poids
   et selon u_x : -k.x-μ.v_x=m.a_x ↔ m.a_x+μ.v_x+k.x=0
   Dans le cas où l’on néglige les frottements (ce qui est demandé au niveau du programme), on trouve l’équation du mouvement, en se rappelant que a_x=d²x/dt² : m.d²x/dt²+k.x=0
4. On résout l’équation différentielle :
   On retrouve une équation d’un genre que l’on a déjà vu dans le cas du dipôle RLC. La solution est de la forme : x(t)=X_m.cos(2.pi.t/T₀+phi)
   Nous verrons au point suivant que la signification de chacun des termes de cette expression doit être connue.
   Pour la suite, c’est du classique, on l’a déjà fait plusieurs fois en électricité : après avoir dérivé 2 fois x(t) et injecter l’expression de d²x/dt² et de x(t) dans l’équation différentielle, on obtient : -m.(2.pi./T₀)².X_m.cos(2.pi.t/T₀+phi)+k.X_m.cos(2.pi.t/T₀+phi)=0 qui n’est possible à chaque instant que si -m.(2.pi./T₀)²+k=0 soit T₀=2.pi.√(m/k)
5. On regarde ce que ça donne avec les conditions initiales :
   x(0)=X₀ → X_m.cos(phi)=X₀
   dx/dt(0)=0 → X_m.sin(phi)=0 → phi=0 et donc  X_m.cos(phi)=X₀
6. On recolle tous les morceaux :
   La solution est x(t)=X₀.cos(2.pi.t/T₀) avec T₀=2.pi.√(m/k)

Connaître la signification de tous les termes intervenant dans la solution de l’équation différentielle et leur unité.

L’équation différentielle que nous avons obtenue est : m.a_x+μ.v_x+k.x=0

• m.a_x : correspond à l’inertie, c’est la produit de la masse (en kg) par l’accélération (en m/s²)
• μ.v_x : correspond aux frottements fluide, c’est le produit du coefficient de frottement (en N.s/m) par la vitesse (en m/s)
• k.x : correspond à la force de tension du ressort, c’est le produit du coefficient de raideur (en N/m) par la position du solide (en m)

Connaître et savoir exploiter l’expression de la période propre, vérifier son homogénéité par analyse dimensionnelle.

L’expression de la période propre est T₀=2.pi.√(m/k). Savoir exploiter cette relatin veut dire être capable de calculer T₀ lorsqu’on vous donne m ou k, ou bien déduire k si l’on mesure T₀ et m (k=(2.pi/T₀)².m).

Pour vérifier l’homogénéité de la relation, il faut se rappeler que k est en N/m et que des Newton sont équivalent à des kg.m/s². En effet, les forces (en N) sont égales au produit d’une accélération (en m/s²) par une masse (en kg). Ainsi, m/k a pour unité : kg/(kg.m/s²)=s². La racine de m/k est donc homogène à des secondes. Pour 2.pi, ce n’est qu’un coefficient numérique sans unité.

Savoir que la résonance mécanique se produit lorsque la période de l’excitateur est voisine de la période propre du résonateur.

Ce point concerne la résonnance, le phénomène qui apparaît lorsqu’on couple un excitateur avec un système oscillant (appelé dans ce cas résonateur) : l’amplitude du mouvement du résonateur est maximale lorsque la fréquence de l’excitateur est égale à la fréquence propre du résonateur. Autrement dit, lorsque la période de l’excitateur est égale à celle du résonateur. Tout est dit dans l’énoncé de la connaissance exigible.

Savoir que l’augmentation de l’amortissement provoque une diminution de l’amplitude.

Sans amortissement, le phénomène de résonance entraîne la destruction du résonateur (voir la vidéo de l’hélicoptère à la fin de l’article la résonance en vidéo). L’amortissement modère le phénomène et une augmentation de l’amortissement provoque une diminution de l’amplitude.

Connaître des exemples de résonance mécanique.

L’exemple classique est constitué d’un système excitant un système solide-ressort verticale (voir par exemple le sujet Réunion 2003 – merci labolycee.org) mais on trouvera d’autres exemples (plus ou moins classique) dans l’article la résonance en vidéo.

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Publié le 17 mai 2009 par Cédric dans Approfondir, Passer le bac, Se préparer, Tle S

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Oui je sais c’est partisan, mais bon, on ne va pas regarder l’eau monter en se croisant les doigts…

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Publié le 25 mars 2009 par Cédric dans A notre échelle, Comprendre

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L’ombre de la lune sur terre, le 11 Août 1999

Cette photo prise de la station orbitale Russe Mir (quelques mois avant sa destruction) montre l’ombre de la lune sur la terre. Cette ombre se déplace à la vitesse de variant entre 1 706 km/h à l’équateur, et environ 3 380 km/h aux pôles (voir sur le site d’astrosurf). Le 11 Août 99, dans l’ombre de la lune, voici ce qu’on pouvait voir  :

Le plus surprenant dans le phénomène de l’éclipse c’est que la lune occulte parfaitement le soleil. Cela veut dire que vus de la terre, la lune et le soleil ont le même diamètre.
Comme le soleil est 400 fois plus loin de la terre que la lune cela signifie qu’il est exactement 400 fois plus gros que la Lune. Étonnant, non ?

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Publié le 25 février 2009 par Cédric dans 2de, Approfondir, Comprendre, Grandes échelles

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Le prix Nobel de physique a été attribué cette année à 1 chercheur américain, M. Yoichiro Nambu et 2 chercheurs japonnais, M. Makoto Kobayashi et Toshihide Maskawa “pour la découverte du mécanisme de brisure spontanée de symétrie en physique subatomique” (Réf : le monde - le site officiel des prix nobel).

Si le prix nobel de physique 2007 était un tant soit peu compréhensible par les non-initié à travers ses applications pratiques (voir Un prix Nobel Français dans notre ordinateur !) le prix Nobel 2008 semble beaucoup plus éloigné de nos préoccupations quotidiennes. De quoi s’agit-il ?

La symétrie et la physique

La symétrie des objets naturels (les flocons de neige, certaines fleurs) a quelque chose de fascinant car relativement rare. Lorsqu’on parle de symétrie en physique, il ne s’agit pas de celles des objets naturels. Il s’agit en fait de la symétrie des lois de la physique. Mais que vient faire la symétrie dans ces lois ?

La symétrie pour les physiciens est la capacité à rester insensible à certaines transformations. Ainsi, un objet symétrique comme un carré, une sphère ou un flocon de neige n’est pas discernable de son reflet dans un miroir. Si l’on compare l’objet original et son reflet, on verra le même objet : on parle dans ces conditions de symétrie par réflexion dans un miroir.

Dans leur recherche de loi pour comprendre et prévoir le monde, les physiciens ont tendance à rechercher de telles symétries pour simplifier ces lois. C’est à dire qu’ils élaborent des lois qui sont inchangées lorsqu’on appliquent certaines transformations.

La symétrie par translation dans l’espace

Prenons un exemple simple de symétrie : la symétrie par translation dans l’espace. C’est une symétrie suivie par les lois de la physique. Celle-ci stipule que si l’on fait une certaine mesure ou qu’on applique une certaine loi quelque part dans l’espace les résultats que l’on obtiendrait ne dépendent pas de l’endroit où l’on fait la mesure. Cette loi parait bien étrange si l’on réfléchit un peu. En effet, si je mesure la valeur de la gravitation exercée par la Terre à Paris, je n’obtiendrais par la même valeur que si je faisais la mesure 400 km au-dessus du sol Parisien.

La symétrie par translation ne serait-elle pas vérifiée ? En réalité pour appliquer la symétrie par translation dans l’espace à la gravitation exercée par la terre, il faudrait également déplacer la terre de 400 km à la verticale de Paris. Dans ces conditions, la valeur de la gravitation sera la même.

Cela parait stupide d’inventer une loi qui dit que la valeur de la gravitation à Paris serait la même si on déplace la Terre dans l’espace. Quel est l’intérêt de chercher à vérifier une telle symétrie ? Cela permet de simplifier l’expression de la loi de gravitation : au lieu d’exprimer la loi de la gravitation à chaque position possible de la terre, on l’exprime d’une manière générale à une certaine distance de la terre. D’ailleurs, la preuve que la symétrie par translation d’espace est bien vérifiée est obtenue en se rappelant que la terre est toujours en mouvement autour du soleil et que s’il on fait la mesure de la gravitation Terrestre un certain jour à une certaine heure à Paris, on trouvera la même valeur un autre jour alors que nous sommes plusieurs millions de kilomètre plus loin.

La recherche de la symétrie dans les lois de la physique n’est donc pas une recherche esthétique de perfection mais plutôt une recherche de simplification de ces lois.

Quelles sont les symétries vérifiées par les lois de la physique ?

Il y a comme on vient de le voir la symétrie par translation dans l’espace. On admet généralement que la symétrie par translation de temps est également juste : les lois physiques vérifiée aujourd’hui était vrai hier et seront vrais demain (par exemple si l’on recréé les conditions du big bang dans le LHC ce qu’on trouvera était valable au moment du big bang). Bien entendu, cette loi est difficile à vérifier au-delà de la mémoire humaine mais elle est nécessaire pour décrire ce qu’a été le monde avant que la science ne commence à le décrire. Si cette symétrie était violée, alors on ne pourrait plus dire grand chose du passé puisque cela voudrait dire que les lois de la physique telles qu’elles s’expriment aujourd’hui n’étaient pas valable dans le passé.

Une symétrie fondamentale pour l’histoire de la physique est la symétrie de vitesse constante en ligne droite. Celle-ci affirme que toutes les lois physiques doivent être les même pour 2 observateurs en déplacement à vitesse constante l’un par rapport à l’autre. Autrement dit, si l’on se déplace à vitesse constante en ligne droite et que l’on ne peut pas observer l’environnement (imaginons par exemple un voyage interstellaire dans un vaisseau sans hublot), aucune expérience ne nous permet de déterminer si nous sommes en mouvement ou non. Cette symétrie est à l’origine de la relativité d’Einstein : c’est en réalisant qu’elle n’était pas vérifiée par les lois du mouvement de Newton appliquée à l’électromagnétisme qu’Einstein proposa de nouvelles lois du mouvement.

Un dernier exemple de symétrie qui fonctionne : les phénomènes ne sont pas modifiés lorsqu’on remplace un atome par un autre du même type.

Certaines symétries ne fonctionnent pas

Bien entendu, cela devient tout de suite plus intéressant (et du coup plus compliqué) lorsqu’on s’intéresse aux symétries qui ne sont pas vérifiées. On parle alors de brisure de symétrie.

La dépendance au changement d’échelle en est un exemple assez simple à se représenter. Imaginons un objet qui ait une taille de l’ordre de 1 m : une table en bois par exemple. Peut-on construire de la même façon une table avec une échelle différente ? Une table de 10 m ? Une table de 100 m ? Une table de 1 km ? Il est évident que non. Il arrivera un moment où le plateau de bois s’affaissera sous son propre poids. Les lois de la physique ne sont donc pas insensibles au changement d’échelle.

Une autre symétrie classique qui ne fonctionne pas est celle évoquée au début de cet article sur la réflexion par un miroir. C’est difficile à expliquer mais même si 99.9% des lois de la physique vérifient une symétrie droite-gauche, toutes ne le sont pas. En particulier, dans le monde des particules, la droite et la gauche est définie de manière absolue.

La brisure de symétrie Matière-antimatière

Une brisure de symétrie qui présente un intérêt tout particulier pour nous (et pour les lauréats du prix Nobel de physique 2008) est la brisure de symétrie Matière-Antimatière.

Toutes les particules qui constituent la matière ont une soeur jumelle “anti-particulaire”. Ainsi, il existe une particule nommée positon qui a toutes les caractéristiques d’un électron mais qui est chargé positivement. La rencontre entre une particule et son homologue anti-particule est détonante : les 2 entités disparaissent et libèrent toute leur énergie de masse (voir l’article “la masse de ce produit contient l’équivalent de 21 000 tonnes de TNT par gramme”). Conseil de physicien : si vous rencontrez un jour un extra-terrestre assurez-vous qu’il est fait de matière car une poignée de main entre un terrien-matière et un extraterrestre-antimatière ne donnerait qu’un flash intense d’énergie.

La symétrie matière-antimatière stipule qu’un monde fait d’antiparticule a exactement les mêmes caractéristiques qu’un monde fait de particules. C’est à dire que nos lois de la physique ne font pas la différence entre matière et anti-matière : pour notre extraterrestre-antimatière la tartine tombe toujours du côté beurré de sa planète-antimatière.

Au moment du big bang, il y a 14 Milliards d’année, la quantité de matière et d’antimatière était exactement la même. Comme nous habitons dans un univers fait de matière, il faut bien qu’il y ait une petite différence entre une particule et son homologue antiparticule. Cette différence accordant un petit avantage à la matière qui a pu perdurer au-delà des premières seconde du big bang. Les travaux des 3 Nobels de physique 2008 ont permis d’expliquer cette petite différence, cette brisure spontanée de symétrie matière-antimatière.

Comme l’ont dit les membres du comité Nobel “nous sommes tous des enfants de la brisure de symétrie” et cela valait bien un Nobel à ceux qui ont su l’expliquer.

Références bibliographiques : chapitre “la symétrie en physique” in la nature de la physique – R. Feynman

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Publié le 11 octobre 2008 par Cédric dans Comprendre, petites échelles, regard sur la science

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Les connaissances et savoir-faire exigibles du programme officiel sont essentielles pour réussir son année de terminale. Les connaître sur le bout des doigts est la clé de la réussite. Commençons par le commencement (pour une fois…) et voyons ce qu’il faut retenir sur les ondes mécaniques progressives :

Définir une onde mécanique et sa célérité.

Définition “officielle” : une onde mécanique est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport matériel.

La célérité est la vitesse de propagation du phénomène

Définir et reconnaître une onde transversale et une onde longitudinale.

Onde transversale : la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation. Exemples : onde sur une corde, vagues sur l’eau, ondes sismiques S mais aussi mon exemple d’onde favori : la ola.

Onde longitudinale : la perturbation a lieu dans le même sens que la direction de la propagation. Ex. : onde sonore, onde sismique P.

Connaître et exploiter les propriétés générales des ondes.

4 propriétés à connaître :

• Direction : Une onde se propage à partir de la source dans toutes les directions possibles.
• Energie : La perturbation se transmet de proche en proche : il y a transfert d’énergie mais sans transport de matière.
• Célérite : La célérité est une propriété du milieu, sauf mention contraire, elle ne dépend pas des propriétés de l’onde.
• Croisement : 2 ondes peuvent se croiser sans se perturber

Définir une onde progressive à une dimension et savoir que la perturbation en un point du milieu, à l’instant t, est celle qu’avait la source au temps t’ = t – τ, τ étant le retard (dans un milieu non dispersif).

Une onde progressive à une dimension est une onde qui se propage dans une seule direction. C’est par exemple le cas d’une onde qui se propage sur une corde ou d’une onde sonore qui se propage dans un tube.

Lorsque le milieu est non dispersif (nous y reviendrons plus tard), la perturbation se transmet de proche en proche et le mouvement d’un point est le même que celui de ses prédécesseurs, mais décalé dans le temps. Ainsi, tous les points reproduisent le mouvement de la source avec un décalage dans le temps. Ce décalage est appelé retard.

Exploiter la relation entre le retard, la distance et la célérité.

Si l’on considère 2 points séparés par une distance d, leur mouvement est décalé dans le temps d’un retard τ. Par définition de la célérité v, on peut écrire v=d/τ.

Exemple d’application : imaginons que l’on entende le tonnerre 5 secondes après avoir vu l’éclair. Sachant que la célérité du son dans l’air est de 340 m/s on en déduit que la foudre est tombée à une distance d=v.τ soit d = 340×5 = 1700 m.

Exploiter un document expérimental (chronophotographies, vidéo) donnant l’aspect de la perturbation à des dates données en fonction de l’abscisse : interprétation, mesure d’une distance, calcul d’un retard et/ou d’une célérité.

Il s’agit d’exploiter des documents du type :

Les mesures de distance se font directement sur le schéma en utilisant l’échelle approprié. Le retard se détermine à l’aide du temps entre les 2 mesures. Par exemple, sur le schéma ci-dessus, on voit que les points A et B sont distants de 50 cm et que le point B reproduit le mouvement de A avec un retard de 0,25 s, on en déduit donc que la célérité vaut 0,5/0,25=2 m/s

Exploiter un document expérimental (oscillogrammes, acquisition de donnéesavec un ordinateur…) obtenu à partir de capteurs délivrant un signal lié à la perturbation et donnant l’évolution temporelle de la perturbation en un point donné : interprétation, mesure d’un retard, calcul d’une célérité, calcul d’une distance.

Ce point ressemble beaucoup au point précédent mais traite de l’évolution temporelle en un point et non pas de la forme de la courbe à un instant donné. Il s’agit donc de document du type :

A l’aide de ce document, on peut déterminer la célérité : on voit que le point B a un retard de 0,25 s sur A (il se met en mouvement à 0,55 s alors que A se met en mouvement à 0,3 s). Sachant qu’ils sont séparés de 0,5 m, on déduit que la célérité est égale à 0,5/0,25 = 2 m/s.

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Publié le 28 septembre 2008 par Cédric dans Approfondir, Passer le bac, Se préparer, Tle S

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Cette photo serait la première photo d’une planète extra-solaire !

Cela reste encore a démontrer mais le cercle rouge de la photo ci-dessus serait une planète de masse 8 fois supérieure à Jupiter qui serait en orbite autour d’une étoile de type solaire à 330 fois la distance Terre-soleil. Celle-ci est située à 500 années-lumière de la terre.

Jusqu’à maintenant, toutes les preuves d’existence de planètes extra-solaires était indirectes. En effet, les astronomes détectent la présence de planète autour d’une étoile par les variations de luminosité de cette dernière : lorsque la planète passe devant l’étoile, elle intercepte un peu de sa lumière. Cette variation de luminosité est infime ce qui rend la détection de planète extra-solaire très difficile. Cette photo serait donc une première historique puisqu’on y voit un objet qui pourrait être une planète orbitant autour d’une étoile autre que le soleil !

Il reste encore à démontrer que c’est bien le cas, ce qui devrait prendre environ 2 ans : le temps de vérifier que cet objet se déplace bien avec son étoile.

Petite correction Nov 2008 (voir les commentaires) : L’observatoire Européen ESO avait déjà pris une photo d’une planète extra-solaire en Avril 2004. A noter, cependant que l’étoile de la photo ci-dessus est une étoile type soleil alors que celle ci-contre est une jeune étoile faiblement lumineuse.

Source : Gemini observatory (pour la première photo), ESO (pour la seconde)

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Publié le 19 septembre 2008 par Cédric dans 2de, Approfondir, Comprendre, Grandes échelles

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Voilà, les résultats sont tombés et vous n’êtes pas admis au premier groupe. Comment se préparer à cet oral décisif du 8 Juillet prochain ?

Comment ça fonctionne ? Pourquoi êtes-vous convoqués ?

Vous êtes convoqué si votre moyenne est comprise en 8 et 10. Il s’agit de passer un oral de rattrapage qui permet au jury de “récupérer” les candidats qui auraient eu un accident.

Comment est-ce que cela va se dérouler ?

Vous êtes convoqué Mardi à 8h00 (ou quelque chose comme ça). La première chose qui vous sera demandé est votre choix de discipline à repasser. Votre heure de passage dépendra du choix des autres candidats. Le jury vous dira alors à quelle heure et dans quelle salle vous devez vous présenter. A l’issu du passage de tous les candidats, le jury se réunit à nouveau pour statuer sur le cas de chacun. C’est après cette ultime réunion que les résultats des élèves du 2nd groupe sont donnés.

Généralement, le jury fait en sorte que tout le monde passe dès le premier jour de sorte à ce que les résultats soient données dans la foulée. Cependant lorsqu’un jury doit repêcher de très nombreux candidats sur une seule discipline, il n’est pas possible de faire passer tout le monde dès le premier jour et il y a des candidats qui sont convoqués sur le 2ème jour.

Quelle discipline choisir ?

Ce choix est important. La note à l’issu de l’oral remplacera la note de l’écrit. Dans le cas des disciplines dont la note est la combinaison de plusieurs épreuves, il faut faire très attention car l’oral remplacera l’ensemble des épreuves qui constitue votre note actuelle. Par exemple, en physique où la note d’écrit est sur 16 et les 4 autres points viennent des épreuves expérimentales, la note d’oral sera sur 20 et annulera vos résultats de l’écrit ET de l’évaluation des capacités expérimentales.

Ces oraux servent au jury à repêcher les élèves qui aurait eu de mauvaises notes par accident. Ainsi, il est évident que si vous avez eu 7 en physique alors que toute l’année vous tourniez atour de 12, il faut essayer de rattraper la physique. Pour choisir quels oraux passer, choisissez les 2 disciplines pour lesquels le coefficient est le plus élevé et où l’écart entre les résultats à l’année et la note obtenue au bac est le plus grand. Par exemple, pour un bac S, s’il vous manque 20 points et que vous avez eu 7 en philo (coeff 2) alors que vous tourniez à 10 tout au long de l’année, la philo n’est pas le bon choix car il sera difficile de gagner plus de 3×2 = 6 points.

En physique, à quoi s’attendre ?

L’épreuve dure 20 minutes avec 20 minutes de préparation. Lors de votre arrivée dans la salle, le correcteur vous fera tirer au sort un sujet comportant 2 questions : l’une de physique, l’autre de chimie. Dans le cas où vous aviez choisi l’enseignement de spécialité, l’un des exercice portera sur la spécialité. L’usage de la calculatrice est interdit pour l’ensemble de l’épreuve. 12 points seront attribués à l’évaluation des connaissances scientifiques et de savoir-faire (voir les connaissances exigibles de physique et de chimie).

Une fois que vous aurez proposé votre réponse aux questions posées, le correcteur pourra vous posez quelques petites questions autour des connaissances exigibles. Bien souvent, il s’agit de questions simples dont le but n’est pas de “planter” le candidat mais plutôt de voir ce qu’il sait. Il m’est même arrivé de proposer à des candidats (qui avaient une très mauvaise note et qui avaient fait une mauvaise prestation sur les exercices) de choisir ce qu’il voulait développer dans le programme de physique ou de chimie pour voir s’il avaient appris un minimum de chose.

Enfin, l’épreuve aura lieu dans une salle comportant du matériel afin que le correcteur puisse vous poser des questions sur le matériel expérimental et sur son utilisation.

 Comment se préparer dans les 3 jours qui viennent ?

Dans un premier temps, il faut choisir très vite les 2 disciplines que vous allez repasser. Ensuite, il faut bosser à fond ces disciplines en utilisant les méthodes habituelles de révision : identifier ce qu’on attend de vous, revoir ses fiches de révision, se faire des petites interro expresses à l’impromptu.

Pour la physique, il faut revoir encore, et encore, les connaissances et savoir-faire exigibles de physique (rappelées ici) et de chimie (que l’on retrouvera ici). Et se remettre en tête le nom du matériel. Pour cela, utilisez les fiches de fin de vos manuels de physique et de chimie. On trouve sur le site de l’académie de Nancy-Metz une page pour réviser la verrerie de chimie.

Le jour J, gérer son stress (quelques conseils sur ce blog), et donner le meilleur de soi-même ! N’oubliez les recommandations d’usage pour les résultats numériques : chiffres significatifs (voir l’article à ce sujet) et unités.

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Publié le 4 juillet 2008 par Cédric dans Se préparer

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Voilà ça y est, on y est, pour la physique c’est fini !

Voici le corrigé de l’épreuve de physique – bac 2008

Et voici le  corrigé exercice de spécialité physique – bac 2008

Un sujet pas trop dur. Beaucoup de petites questions, pas de grands développements, pas de gros calculs complexes.

Bon repos pour les maths et l’anglais demain.

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Publié le 17 juin 2008 par Cédric dans Bac 2008

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Ah le stress ! Il faut se rappeler que c’est la réponse corporelle que nous a laissé en héritage nos ancêtres : accélération cardiaque, sudation, mains moites, adrénaline, corps en état d’alerte etc. bref tout ce qu’il faut pour se barrer en courant. Problème : si se tirer tout azimut était la bonne solution il y a 50 000 ans face à un tigre à dents de sabres, cette solution est particulièrement inadaptée pour passer le bac ! Merci Papy le singe pour ce bon cadeau !

Donc votre corps veut partir en courant et votre raison vous intime l’ordre de ne pas bouger : ça fait conflit, vous avez la tête vide. Alors comment faire ?

• Respirez, soufflez et ralentissez la mécanique. On peut même s’étirer un peu (les jambes, le cou) : avant de rentrer dans la salle d’examen mais aussi pendant. Ne rajoutez pas à l’hyperactivité du corps une hyperactivité émotionnelle. Recentrez-vous sur l’expiration tout doucement.
• Ensuite, profitez de toute cette activité pour décupler vos forces : on est souvent beaucoup plus intelligent en examen qu’à d’autre moment. Ce stress qui vous titille les entrailles est un excellent carburant à l’intelligence.
• En cas de trou, pas de panique : ça peut arriver et plus on panique et moins on est à même de trouver la bonne solution. Vous butez sur un exercice ? Vous avez l’impression que tout est faux dans le raisonnement que vous êtes en train de développer ? Faîtes une petite pause, puis reprenez le raisonnement calmement depuis le début, traquer les petites erreurs anodines qui vous écarte de la solution juste. Bien souvent, de petites erreurs (comme une erreur de signe en recopiant une formule) sont à la base de raisonnements complétement faux.
• Ayez toujours à portée de main une petite bouteille d’eau : le cerveau est un grand consommateur d’eau.
• Enfin, du repos et du sommeil. Je sais que ce n’est pas facile mais il faut arriver dans la salle d’examen bien reposé. Evitez donc les excitants (café, cigarette, alcool), votre corps produira tout ce dont vous aurez besoin en adrénaline au bon moment !

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Publié le 17 juin 2008 par Cédric dans Se préparer

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A noter ce mois-ci, dans le magazine “la recherche”, un article bac to basics sur les acides et les bases : l’occasion d’affermir ses connaissances sur la 2ème partie du programme de Chimie de TS. On trouve sur le site du magazine des extraits de l’article différents chaque semaine.

Cette semaine, on y apprend l’origine historique des acides et des bases. La semaine prochaine :  comment les acides et les bases sont définis ?

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Publié le 8 juin 2008 par Cédric dans Tle S

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