(2019-12) Pwogram konpetans minimal : Fizik, Segondè IV (seri SMP ak SVT)

MENFP MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE ET DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE PROGRAMME A COMPÉTENCES MINIMALES PHYSIQUE SECONDAIRE IV SÉRIES : SMP & SVT DECEMBRE 2019 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) initial conçu pour une année scolaire de 189 jours à raison de six (6) heures de cours par jour. Tenant compte des difficultés rencontrées au cours de la période de « Peyi lock » pendant plus de deux (2) mois, les autorités du ministère ont opté pour la poursuite des activités scolaires pour l'année académique 2019/2020. C'est ainsi que les directions techniques concernées ont été instruites par les autorités du MENFP, notamment le Ministre Pierre Josué Agénor CADET afin de réaménager le calendrier scolaire et élaborer un programme adapté à cet dernier. Globalement, il s'agit d'évaluer le nombre de jours de classes raté pendant cette période et prendre en compte l'essentiel dans chaque discipline, c'est-à-dire les thèmes disciplinaires qui valideront l'année académique pour chaque niveau d'enseignement. Stratégiquement, pour optimiser le temps d'apprentissage, la Direction de l'Enseignement Secondaire a proposé un programme de 36 heures par semaine a raison de 6 heures par jour et échelonné sur une période de 6 jours par semaine, ce, pour combler le nombre d'heures perdu au cours de la période de « Peyi lock ». Ceux, considérés comme non pertinents font l'objet d'activités d'enseignement / apprentissage qui seront versés sur les différentes plateformes construites à cet effet par le ministère et serviront de devoirs de recherche par les élèves des différents niveaux du secondaire. Dans le cas du programme de physique pour la classe de secondaire IV : séries (SMP & SVT) ; 22 heures sont susceptibles d'être rattrapées par semaine et 12 heures peuvent être prises en charge à travers des devoirs de recherche à la maison. CAPÍTULO I Le présent programme dénommé : Programme à compétences minimales de physique est élaboré à partir du programme Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) Competences Décrire les caractéristiques d'un mouvement Contenus Accélération Suggestions d'activités Enseignement/Apprentissage § L'enseignant insistera sur le caractère vectoriel de l'accélération et de la vitesse. Equations de la trajectoire : § L'apprenant aura à partir des vitesses - Mouvement rectiligne moyennes à construire le vecteur - Mouvement circulaire accélération. - Mouvement sur un plan incliné § Ensuite il décompose de ce vecteur en accélération normale et tangentielle tout CAPÍTULO I Thème: Travail et énergie en étudiant le cas d'un mouvement circulaire uniforme. § L'enseignant utilisera les résultats du produit scalaire pour savoir les qualités du mouvement : rectiligne uniforme, uniformément accéléré, etc. Expérimenter la chute libre · · Mouvements des projectiles ; Mouvement dans le champ de pesanteur Mouvement des satellites et des planètes Lois de Kepler § L'enseignant peut faire des expériences simples mettant en relation le temps et la trajectoire du mouvement : - sur la chute libre - sur un plan incliné On souligne l'importance des satellites artificiels dans les domaines liés à la communication. 1 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I 2 Connaitre les causes d'une oscillation amortie Identifier les caractéristiques des systèmes oscillants dans la nature. § L'apprenant peut fabriquer un pendule · Oscillateur harmonique : - Système bloc ressort permettant de faire des expériences - Pendule simple pour déterminer la période et mettre · Energie mécanique d'un système en évidence l'influence de l'amplitude oscillant par Oscillateur mécanique entretenu § Résonance § Bande passante exemple comme élément fondamental lié à la période. § L'enseignant insistera sur la conservation de l'énergie mécanique pour un système libre peu amorti c'està-dire avec des forces de frottement négligeables. Analyser les énergies cinétique et Energie mécanique d'un système : § Energie cinétique de translation potentielle d'un solide § Effet d'une force sur l'énergie cinétique d'un système § Energie potentielle § de pesanteur § d'élasticité § de torsion § d'oscillation d'un pendule § Travail d'une force constante en translation § L'enseignant peut mettre en évidence diverses formes d'oscillateurs entretenus : comme la balançoire entretenue par son utilisateur ou par une autre personne. Des analogies des systèmes électriques en régime forcé seront mises à profit pour mieux saisir le phénomène de résonance. § L'enseignant proposera aux apprenants de réaliser des séances d'activités expérimentales permettant de mettre en évidence les énergies cinétique et potentielle. Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) § L'apprenant aura à démontrer que l'énergie transférée au moment d'un choc entre un solide et un obstacle croit : a) avec la hauteur de chute du solide ; b) avec la vitesse du solide ; c) avec la masse du solide. Il conclura que l'énergie cinétique du système entier a pour expression : Ec = å in miV 2 ou encore Ec = 1 mV 2 2 n avec m = å m la masse du système. i i =1 § A l'aide d'expérience et de documents, l'élève étudiera l'effet d'une force sur l'énergie cinétique d'un système pour comprendre que : a) La composante de F parallèle au vecteur vitesse V modifie l'énergie cinétique du système ; 3 b) La composante de F perpendiculaire au vecteur vitesse V modifie la trajectoire du système. Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I § L'apprenant mettra en évidence l'énergie potentielle de pesanteur à l'aide de la chute libre, l'énergie potentielle élastique à partir d'un ressort, l'énergie potentielle de torsion par un solide soumis à l'action d'un fil d'acier et l'énergie potentielle d'oscillation à l'aide d'un pendule. § L'enseignant demandera à l'apprenant d'étudier le travail d'une force en translation pour conclure que la variation d'énergie mécanique d'un système est égale au travail de la force F. Thème: Ondes Competences Contenus Expérimenter une corde traversée par une Onde mécanique : - Classification onde stationnaire - Equation d'onde 4 Suggestions d'activités Enseignement/Apprentissage § L'enseignant fera ressortir les différents types d'ondes ; onde mécanique et onde électromagnétique ; - Ondes transversales et ondes longitudinales - Leur mode et leur milieu de propagation. § L'enseignant fera remarquer à partir des expériences avec une corde la propagation de l'onde en tant que déplacement d'énergie et non de matière Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) Onde stationnaire : Réflexion Réfraction § L'enseignant fera remarquer que les propriétés s'appliquent généralement pour toutes les ondes. § Muni d'un stroboscope l'enseignant fera observer à l'aide d'une corde la position presque statique de cette dernière corde sous d'une onde stationnaire. Thème: Electricité - Magnétisme Competences Réaliser un électro-aimant. Contenus CAPÍTULO I · - Suggestions d'activités Enseignement/Apprentissage · Comportement d'une bobine dans un · Un solénoïde est un fil conducteur qu'on circuit roule sur lui-même, un peu comme un · Fonctionnement d'un moteur électrique, générateur, radio, télévision, magnétophone, magnétoscope, disque dur, microscope électronique, etc. ressort. Dans cette forme particulière, le champ magnétique prend la forme de celui d'un aimant droit, quand on y fait passer un courant. Comment peut-on augmenter la puissance du champ magnétique produit par le solénoïde ? · Quel électro-aimant est le plus fort dans ce groupe? Pourquoi ? 5 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I Expérimenter les forces de Laplace. · · Loi de Laplace et ses applications Instruments de mesure · Soit un conducteur rigide l relié à une source de tension grâce à des conducteurs souples et placés dans un champ magnétique: 1. Si le conducteur n'est pas traversé par un courant. Que se passe-t-il ? 2. Si le courant traverse le conducteur de A vers B. comment se déplacera le conducteur? Et si tu inverses. Comment le conducteur déviera-t-il ? 6 3. Si tu inverses le sens du champ magnétique mais pas le sens du courant. Dans quel sens s'exercera la force? 4. Si tu inverses le sens du courant et du champ d'induction magnétique. Quel sera alors le sens de la force? Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) Expliquer le fonctionnement des · Induction électromagnétique · Applications de électromagnétique Relie une bobine à un milliampèremètre. générateurs de grande puissance, dynamos et surtout alternateurs, et · Expérience 1 CAPÍTULO I · Si on remue un aimant devant une bobine, non alimentée, on observe une tension à ses bornes. Dans quel cas observe-t-on une force électromotrice ? Dans quel cas la f.é.m. est nulle ? transformateurs. · Auto induction l'induction Approche de la bobine un aimant fixe. Qu'observes-tu durant le déplacement? Eloigne l'aimant de la bobine toujours fixe. Qu'observes-tu? Maintiens l'aimant fixe et déplace l'aimant. Qu'observes-tu ? · Expérience 2. Fais varier à l'aide d'un rhéostat l'intensité du courant électrique dans une bobine fixe (inducteur) placée au voisinage d'une autre bobine fixe (induit) reliée à un milliampèremètre. Qu'observes-tu ? Explique scientifiquement. 7 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I · Expérience 3. Reprends l'expérience 1 et intéresses-toi au sens du courant induit. Approche le pôle nord de l'aimant d'une face de la bobine. Décris ce que tu observes. Eloigne le pôle nord de l'aimant de cette même face. Décris ce que tu observes. Conclus. · On ne dispose généralement que de la tension du secteur, dont les valeurs les plus courantes sont comprises entre 110 et 240 V, mais pour les appareils électroniques, les tensions nécessaires ont souvent une valeur différente. Comment peut-on s'assurer précisément de la transformation de la tension du secteur de façon à obtenir les tensions d'alimentation des différents circuits ? · Fais tourner devant une bobine branchée aux plaques d'un oscillographe, un aimant droit. Qu'observes-tu ? Explique. 8 Utiliser un condensateur · Condensateurs · Association de condensateurs en série, en parallèle · Il est déconseillé de toucher les circuits d'un téléviseur même s'il est hors tension. Pourquoi ? · Pourquoi les techniciens de l'EDH interdisent aux gens de toucher à un fil de haute tension même lorsqu'il est coupé ? Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) Détermine la capacité résultante du circuit. Et s'ils étaient en parallèle ? Détermine toutes les caractéristiques du circuit. · Utilise un multimètre pour mesurer la différence de potentiel et l'intensité du courant dans une prise d'électricité domestique. S'il s'agit d'un courant qui Améliorer la qualité d'un signal en utilisant des circuits RLC Courants variables – Dipôles RC, RL – Circuits RLC varie, comment peux-tu trouver une valeur fixe pour la tension et l'intensité ? Qu'as-tu CAPÍTULO I · Place deux condensateurs en série. donc mesuré ? Explique. Conclus. · Pour représenter un courant alternatif à un instant donné, il est nécessaire de faire usage de la représentation vectorielle. Dans cette représentation, nous partons sur le principe qu'une oscillation complète 0 représente un cercle complet, soit 360 . Par conséquent, l'instant de départ est 00, l'instant t/2 1800, et ainsi de suite. Exprime l'oscillation à un instant t précis · Connecte un condensateur sur une source alternative. Que se passe-t-il ? Et si le circuit comporte une résistance en série? 9 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I Connecte un condensateur sur une source alternative. Que se passe-t-il ? Et si le circuit comporte une résistance en parallèle? Connecte une bobine sur une source alternative. Que se passe-t-il ? Et si le circuit comporte une résistance en série? Thème: Radioactivité Competences Maitriser la structure du noyau d'un atome Contenus Structure et cohésion du noyau de l'atome § L'enseignant demandera à l'apprenant § Structure de l'atome (rappel) ; de revoir ses notes pour présenter la § Structure du noyau 10 Développer la radioactivité du noyau Suggestions d'activités Enseignement/Apprentissage - Description et composition ; - Stabilité, Instabilité et Dimension ; structure de l'atome et du noyau étudiée en classe antérieure. § L'apprenant étudiera les différentes § Noyau et Energie ; énergies mises en jeu lors de la § Cohésion nucléaire ; formation d'un noyau et les réactions § Energie nucléaire ; entre noyaux afin de citer la fameuse Radioactivité du noyau § Les phénomènes radioactifs ; § Vallée de stabilité des noyaux ; § La loi de conservation de Soddy ; + § Les radioactivités α, β , β et la désexcitation Y § Loi de la décroissance radioactive ; § La fission et la fusion nucléaire. formule d'Einstein E = Mc2 et de comprendre que les réactions nucléaires peuvent produire des noyaux sortant des différents noyaux initiaux. Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) sur internet afin de savoir comment identifier la nature de la radioactivité des noyaux en appliquant la loi de conservation de Soddy et les résultats obtenus après les réactions nucléaires. Il saura aussi queles noyaux fils obtenus sont en général dans un état excité c'est-à-dire à un niveau d'énergie élevé. Ils deviennent stables en évacuant cette énergie excédentaire. CAPÍTULO I § L'élève consultera des documents ou ira § L'apprenant aura à analyser la loi de la décroissance radioactive et à étudier les phénomènes de la fission et de la fusion nucléaire. Evaluer la mécanique de Newton Rappel sur les trois lois de la Mécanique de Newton. Les limites de la MECANIQUE DE NEWTON - Les interactions gravitationnelle et électrique ; - L'addition des vitesses ; - Les limites de la Mécanique de Newton § L'apprenant aura à revoir ses notes et à présenter un rappel sur les trois lois de Newton. § L'apprenant fera la comparaison, par des calculs appropriés, entre la force de gravitation et la force électrostatique auxquelles l'électron et le proton d'un atome d'hydrogène sont soumis pour comprendre que la force de gravitation est négligeable par rapport à la force électrostatique. § L'enseignant animera une séance de réflexions et de débats avec les élèves, en utilisant des documents, pour expliquer pourquoi la mécanique de Newton a-t-elle des limites. 11 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I NB : Il conclura qu'à la limite de la mécanique de Newton, On utilise de nouvelles lois : celle de la mécanique quantique et celle de la théorie de la relativité. Thème: Relativité Competences Analyser les postulats d'Einstein Contenus Relativité restreinte d'Einstein Suggestions d'activités Enseignement/Apprentissage § L'apprenant sera amené à réfléchir sur les déclarations suivantes de deux · Biographie d'Einstein observateurs : « Quand un objet · Les postulats d'Einstein s'éloigne de nous, sa taille diminue » et « - L'hypothèse de l'éther ; - Interféromètre : Les hommes, les animaux, les pierres et les véhicules grandissent en s'approchant et deviennent énormes quand ils sont sur nous. » afin de Définition – Fonctionnement ; - L'expérience de Michelson – Morley ; L'hypothèse de la Contraction ; 12 Examiner les conséquences de la relativité restreinte déterminer qui a raison des deux. § L'élève analysera l'affirmation d'un homme qui déclare qu'un long bus est passé devant lui à 8h35 pendant qu'il - La Covariance ; - Enoncé des deux postulats d'Einstein - Définition de : Evénement – l'élève pour en faire sortir que l'avant Observateur – Référentiel ; du bus est passé devant l'homme à une - Synchronisation des horloges ; heure précise différente de celle où - La relativité de la simultanéité ; l'arrière du bus est passé. était debout sur le trottoir. L'enseignant guidera l'analyse de Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) Il sera étonné de constater qu'avec des restreinte chronomètres très sensibles que les - La dilation du temps ; mesures ne sont identiques, aussi petite - La contraction des longueurs ; que soit la différence. - L'effet Doppler en relativité ; - Le paradoxe des jumeaux ; - La transformation de Lorentz ; collision avec un positron (ou positon).+ - L'addition relativiste des vitesses ; Il comprendra que les deux particules - La quantité de mouvement et disparaissent complètement et toute l'énergie ; leur - L'équivalence masse – énergie ; § L'apprenant cherchera à savoir ce qui se passe lorsqu'un électron entre en masse se transforme en rayonnement électromagnétique et que le CAPÍTULO I Les conséquences de la relativité · phénomène inverse, la matérialisation de l'énergie par création de paires, est également possible. Il saura alors que la notion véritablement invariante au cours des transformations physiques n'est pas la masse mais l'énergie qui se manifeste successivement sous différentes formes. § L'apprenant, à travers des documents et/ou sur Internet, fera des recherches sur la relativité restreinte d'Einstein afin d'énoncer les postulats d'Einstein et de trouver conséquences qui en découlent. les 13 Programme à compétences minimales Physique (SMP & SVT) CAPÍTULO I 14 GRILLE DE PROGRESSION INDICATIVE