Informations sur l'examen PHY5043
Partie 1 Partie 2
Laboratoire
/30
Théorique
/70
Durée maximale : 2h 3h
Feuille de formules : non [ Afficher ]
Calculatrice permise : scientifique scientifique
Domaine d'examen

Animations

Principe de l'inertie

Cette animation propose 3 situations autour du principe de l'inertie.
Animation Flash

Masses et ressorts

Un laboratoire réaliste de masses et de ressorts. Accrocher des masses aux ressorts et ajuster la raideur du ressort et l'amortissement. Vous pouvez même ralentir le temps. Transporter le laboratoire sur des planètes différentes. Un graphique montre l'énergie cinétique, potentielle, et thermique pour chaque ressort.
Animation Html

Observation d'un mouvement rectiligne

Explorer les forces à l'œuvre lorsque vous essayez de pousser un classeur. Créer une force appliquée et voir la force de frottement qui en résulte et la force totale agissant sur l'armoire. Les graphiques montrent les forces, la position, la vitesse et l'accélération en fonction du temps. Afficher un diagramme du corps libre de toutes les forces (y compris les forces gravitationnelles et normales).
Animation Java

Skate park de l'énergie

Apprendre la conservation de l'énergie avec un skater! Construire des pistes, des rampes et des sauts pour le skater et visualiser l'énergie cinétique,l' énergie potentielle et de friction, pendant qu'il se déplace. Vous pouvez également emmener le patineur sur différentes planètes ou même dans l'espace!
Animation Java

Forces et mouvement

Explorer les forces à l'œuvre dans un remorqueur de guerre ou en poussant un réfrigérateur, une caisse, ou une personne. Créer une force appliquée et voir comment elle mets les objets en mouvement. Changer le frottement et voir comment il affecte le mouvement des objets.
Animation Java

Gravité et orbites

Déplacez le soleil, la terre, la lune et la station spatiale pour voir comment cela affecte leurs forces gravitationnelles et leurs chemins orbitaux. Visualisez les tailles et les distances entre les différents corps célestes, et éteignez la gravité pour voir ce qui arriverait sans elle !
Animation Java

La rampe

Construisez votre propre système de corps célestes et regarder le ballet gravitationnel. Avec ce simulateur orbite, vous pouvez définir des positions initiales, les vitesses, et des masses de 2, 3 ou 4 corps, puis les voir graviter les uns autour des autres.
Animation Html

Action d'équilibrage

Jouer avec des objets sur une balançoire pour apprendre sur l'équilibre. Testez ce que vous avez appris en essayant le jeu Balance Challenge.
Animation Java

Action d'équilibrage

travail pendant que vous poussez les objets ménagers en haut et en bas d'une rampe. Abaisser et relever la rampe pour voir comment l'angle d'inclinaison affecte les forces parallèles agissant sur le classeur. Les graphiques montrent les forces, l'énergie et le travail.
Animation Java

Rampe: Forces et mouvement

Poussée d'Archimède

Quand les objets flottent et quand vont-ils couler? Découvrez comment fonctionne la flottabilité avec des blocs. Les flèches indiquent les forces appliquées, et vous pouvez modifier les propriétés des blocs et des fluides.
Animation Html

Action d'équilibrage

Jouer avec des objets sur une balançoire pour apprendre sur l'équilibre. Testez ce que vous avez appris en essayant le jeu Balance Challenge.
Animation Java

Forces et mouvement

Travail pendant que vous poussez les objets ménagers en haut et en bas d'une rampe. Abaisser et relever la rampe pour voir comment l'angle d'inclinaison affecte les forces parallèles agissant sur le classeur. Les graphiques montrent les forces, l'énergie et le travail.
Animation Java

Notions

  • Contenu notionnel
    • Accélération gravitationnelle :
    • attraction gravitationnelle :
        effets;
        représentation graphique;
        phénomènes naturels qui y sont rattachés;
      explication des variations gravitationnelles;
      distinction entre la masse et le poids.
    • Concept de force, lois de Newton et quantité de mouvement :
    • définition et unités de mesure de la force;
      énoncés et interprétation des lois de Newton;
      force et quantité de mouvement.
    • Frottement ou résistance de l’air :
    • représentation schématique des forces;
      facteurs déterminants;
      analyse de cas concrets.
    • Poussée d’Archimède :
    • facteurs déterminants;
      analyse de cas concrets.
    • Force de rappel d’un ressort :
    • définition et unités de mesure;
      analyse de cas concrets.
    • Énergie cinétique et énergie potentielle gravitationnelle ou élastique :
    • définition et unités de mesure;
      analyse de cas concrets.
    • Pression :
    • définition et unités de mesure;
      analyse de cas concrets.
    • Divers types de leviers :
    • lois des leviers;
      fonctionnement des leviers.
    • Résolution de problèmes :
    • force gravitationnelle;
      deuxième loi de Newton :
        représentation graphique et algébrique;
        analyse de cas concrets;
        force résultante et force équilibrante;
      travail et conservation de l’énergie;
      frottement ou résistance de l’air;
      principe d’Archimède;
      déformation d’un ressort ou pression;
      avantage mécanique et rendement d’une machine.
  • Perspective histoire-technologie-société (H-T-S)
    • Liens entre l’histoire de la dynamique et les progrès faits en physique ou en matière de technologie :
    • force de gravité;
      connaissances en aérodynamique;
      évolution technique des machines.
    • Utilisation de la dynamique dans des applications techniques :
    • absence de gravité;
      frottement ou résistance de l’air;
      principe d’Archimède;
      ressorts;
      vérin hydraulique;
      transmission mécanique.
    • Changements sociaux et conséquences environnementales :
    • progrès en aérodynamique;
      développement et utilisation de la dynamique.
  • Démarche expérimentale
    • Rédaction d’un protocole expérimental :
    • choix du matériel nécessaire;
      consignes de manipulation.
    • Rédaction d’un rapport de laboratoire :
    • présentation claire et ordonnée de toutes les parties du rapport de laboratoire;
      description de l’expérience effectuée;
      présentation des résultats;
      analyse rigoureuse des résultats;
      discussion des résultats;
      conclusion à tirer des résultats par rapport au problème posé.

Domaine d'examen

Dimension 1
– Parmi une série d’énoncés qui décrivent les effets de l’attraction gravitationnelle ou des phénomènes naturels qui y sont rattachés ou qui expliquent, dans des cas concrets, la différence entre la masse et le poids, choisir ceux qui sont vrais. Justifier son choix ou corriger les énoncés fautifs de façon à les rendre valides. (3 %)
– Parmi une série d’énoncés, choisir ceux qui associent de manière appropriée la définition de la force ou ses unités de mesure ou sa relation avec la quantité de mouvement ou les conséquences de l’application d’une force sur un corps à des cas concrets où des forces sont en jeu. Justifier son choix ou corriger les énoncés fautifs de façon à les rendre valides. (3 %)
– Étant donné une situation expérimentale où l’on cherche à déterminer les facteurs qui influent sur la poussée d’Archimède, interpréter les résultats obtenus, prévoir des modifications à apporter au système pour faire varier la poussée d’Archimède ou prévoir l’effet sur la poussée d’Archimède de certaines modifications apportées au système. Justifier ses réponses. (3 %)
– Décrire un cas concret mettant en cause la force gravitationnelle ou la force de rappel des ressorts sous l’angle du travail, de l’énergie cinétique ou potentielle et de la conservation d’énergie. (3 %) – Étant donné un cas concret où une pression est exercée par un solide, prévoir l’effet d’une modification de l’aire, de la force ou proposer au moins une modification qui permet de faire varier la pression en cause. Justifier sa réponse à l’aide de la définition de la pression. (3 %)

Dimension 2
– Dans un ou des cas concrets mettant en cause le frottement ou la résistance de l’air, illustrer les points d’application des forces, proposer au moins deux façons de faire varier ces forces et préciser les conséquences de ces modifications sur le mouvement. (4 %)
– Parmi plusieurs ressorts dont on connaît les caractéristiques, choisir celui ou ceux qui sont les plus appropriés pour une utilisation donnée. Justifier son choix. (4 %)
– Sur un schéma de levier, indiquer l’emplacement du point d’appui, celui des points d’application des forces motrice et résistante, celui du bras de levier et de la distance résistante, puis, pour ce cas concret, expliquer l’application de la loi des leviers. (4 %)
– Résolution de problèmes :
Résoudre un problème portant sur la force gravitationnelle et ses manifestations. (4 %)
Résoudre un problème portant sur l’application de la deuxième loi de Newton dans des cas concrets où plusieurs forces sont en cause. (4 %)
Résoudre un problème portant sur le travail et la conservation de l’énergie. (4 %)
Résoudre un problème portant sur les conséquences du frottement ou de la résistance de l’air sur l’énergie d’un système. (4 %)
Résoudre un problème portant sur l’application du principe d’Archimède. (4 %)
Résoudre un problème portant sur la déformation des ressorts ou sur la pression. (4 %)
Choisir la machine simple qui convient le mieux pour effectuer un travail donné. Justifier son choix. Le choix sera effectué parmi des machines simples dont les caractéristiques seront fournies. (4 %)

Dimension 3
– Expliquer des liens existant entre l’histoire de la dynamique et les progrès faits en physique ou en matière de technologie. Se référer à l’information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %)
– Expliquer l’utilisation faite des principes de la dynamique dans des applications techniques. Se référer à l’information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %) – Décrire brièvement la situation qui existait avant qu’un événement donné contribue au développement ou à l’utilisation de la dynamique et préciser les nouvelles possibilités amenées par ce développement. Se référer à l’information fournie et aux connaissances acquises dans le cours. (5 %)

Dimension 4
– Rédiger le protocole d’une expérience qui permettrait de résoudre un problème portant sur l’étude des forces. Le protocole proposé doit comporter la liste du matériel nécessaire et des consignes de manipulation claires et explicites. Le choix du matériel nécessaire sera effectué à partir d’une liste de matériel généralement utilisé en physique fournie avec l’épreuve. (10 %)
– Exécuter une expérience de laboratoire pour laquelle un protocole expérimental est fourni et rédiger le rapport de laboratoire correspondant. L’expérience pourra porter sur tout sujet abordé dans l’un ou l’autre des trois cours du programme. Toutes les parties du rapport de laboratoire doivent être présentées d’une façon claire et ordonnée; elles doivent de plus fournir une description fidèle de l’expérience effectuée, de ses résultats (présentation, analyse et discussion) ainsi qu’une conclusion claire, se rattachant au problème de départ. (20 %)

1Direction de la formation générale des adultes
Service de l'évaluation