Sciences Naturelles 2007 - 2008

Compilation des différentes cours
vendredi 30 mai 2008
par  Daliborka Grujic
popularité : 3%

Objectifs déclarés du cours

- apporter l’information minimum permettant de développer la curiosité et l’intérêt scientifique, la compréhension de phénomènes courants, qu’ils soient naturels ou techniques
- expliquer l’univers du niveau microscopique au niveau macroscopique, le monde vivant et non-vivant
- familiariser avec les méthodes scientifiques en développant les capacités suivantes :
- Les objectif ont-ils été atteints : mon appréciation

Résumé du cours 2007-2008

Dans ce résumé je vais vous expliquer ce qu’on a appris durant l’année scolaire 2007-2008 avec Monsieur Vuilleumier professeur de sciences naturelles.

Sommaire

Thèmes abordés
Explication de l’apprentissage du cahier électronique SPIP
Latitude et longitude
La matière
Les changements d’états
Phénomènes de croissance
Croissance de bactéries
L’énergie et le rendement

Durant les premiers cours au début de l’année nous avons appris à utiliser SPIP et à confectionner des tableaux.
Nous avons également appris comment écrire un exposant (106) ; un indice (a1) et la petite croix pour le fois (×).

Écriture scientifiqueFormule
exposant 106 10 < htlm > < sup > 6 < / sup > < / htlm >
indice a1 a < htlm > < sub > 1 < / sub > < / htlm >
petite croix pour le fois × & times ;

Pour pouvoir écrire l’exposant, l’indice ou la petite croix pour le fois il faut écrire les formules, indiquées ci-dessus, sans les espaces.

Par la suite nous avons appris comment créer un lien sur un site externe.

Exemple : l’Observatoire de Paris !

Nous avons utilisé le logiciel Mathematica qui se trouve dans le dossier math de programmes. Ce logiciel nous a permis de fabriquer une moulinette pour calculer les volumes.

Exemple : V[r_] := 4/3*Pi*r3

Après avoir fait quelques exercices sur la latitude et la longitude nous somme allés au laboratoire pour mettre en pratique nos connaissances latitude

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Localisation d’un point sur une sphère
Lorsqu’il y a une incertitude Δx sur la longitude et Δy sur la latitude, le point peut se trouver dans un petit rectangle de largeur 2Δx et de hauteur 2Δy.

Ensuite nous avons testé nos connaissances à travers une épreuve

À partir du 30 octobre 2007 nous avons travaillé sur « La matière », dont nous avons fait un résumé à partir du cours de Messieurs Dieci, Farinelli et Quintaje.

Nous avons appris sous quels états se présente la matière ainsi que les noms des différents changements d’états.

Etats
gazeux
liquide
solide

Changement d’étatNom
1 Solide->Liquide Fusion
2 Liquide->Solide Solidification
3 Liquide->Gaz Vaporisation
4 Gaz->Liquide Condensation
5 Solide->Gaz Sublimation
6 Gaz->Solide Sublimation inverse

On a également pris connaissance des phénomènes physiques et chimiques, des mélanges homogènes et hétérogènes, des corps purs simple et composés, et de quelques techniques de séparation physiques.

MélangeNom de la séparation physique
liquide-solide filtration
liquide-liquide ou liquide-solide décantation
liquide-solide la centrifugation
liquide-solide évaporation
liquide-liquide distillation
solide-solide ou liquide-solide l’aimantation
solide-solide sublimation

Ultérieurement on a travaillé sur les cycles de la matière.

Pour représenter un cycle nous avons utilisé le logiciel Stella. La représentation imagée des cycles on l’a faite à l’aide de réservoirs et de flux, ainsi on a calculé différentes quantités évoluant au cours du temps dans un cycle.

Le cours d’après nous avons fait une épreuve sur la matière.

Au début du mois de décembre nous avons répondu aux questions sur les changements d’états. Nous avons travaillé sur l’évaporation, le vent, les précipitations et sur l’infiltration.

Voici les questions auxquelles nous avons répondu

Par la suite nous avons fait une épreuve sur le cycle de la matière et sur le questionnaire du changement d’état.

Fin janvier 2008 nous avons pris connaissance des phénomènes de croissance qui concernent surtout la matière vivante.

Grâce au logiciel Stella nous avons pu construire quelques modèles qui nous ont permis de simuler des phénomènes de croissance. Une fois le modèle terminé nous avons simulé l’évolution de (par exemple) la population.

Exemple de l’évolution de la population :

Nous avons appris que très fréquemment il y a des croissances très rapides qu’on appelle exponentielle. On a également appris comment exprimer une croissance exponentielle et l’évolution d’une population de N individus.

Croissance Expression
exponentielle y=10x
d’une population N=N0*et

Ensuite nous avons représenté une évolution à l’aide d’un tableau de nombres. Le tableau on l’a rempli à l’aide du logiciel Mathematica avec lequel nous avons utilisé la notation suivante :

Une liste (entre accolades) « temps », « nombre », chaque couple étant séparé par une virgule.

Exemple d’un tableau de nombres :

temps 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
N 10 11 12 13 14 16 18 20 20 25 27 30 33
tempsN
0 10
1 11
2 12
3 13
4 14
5 16
6 18
7 20
8 20
9 25
10 27
11 30
12 33

J’ai fait deux tableaux de nombres pour démontrer qu’horizontalement ce n’est pas possible de mettre en évidence la légende, c’est-à-dire de la mettre en jaune.

L’épreuve qui a suivi était sur le thème de la croissance exponentielle et la croissance limité. Nous avons dû construire un modèle, simuler différentes croissances et pour finir nous avons dû présenter des résultats sur graphiques et tableaux.

Au début du mois de mars nous avons commencé à travailler sur la croissance de bactéries.

Pour mieux visualiser le sujet nous avons reçu une boîte de Petri pour la mise en culture des micro-organismes. La boîte de Petri était partiellement remplie d’une gelée nutritionnelle. Le but était d’observer le développement des micro-organismes et découvrir où il y a le plus de micro-organismes. Dans la boîte de Petri nous avons dû séparer en quatre compartiments et laisser des empreintes d’un objet ou d’un doigt ou de la salive, etc.…

Ensuite nous avons dû l’observer pendant sept jours et faire un rapport à partir de nos observations.

A partir de la taille (le diamètre) des petits points blancs (taches) apparus dès le premier jour nous avons construit un graphique sur lequel nous avons reporté, sur l’axe horizontal, le temps (jour et heure) et sur l’axe vertical, on a reporté une grandeur qui est proportionnelle au nombre de bactéries (surface de la tache).

Exemple d’un graphique :

Le cours qui a suivi était un laboratoire qui a porté sur la distillation. On a observé comment extraire uniquement l’alcool du vin.

Voici l’appareil grâce auquel nous avons pu extraire l’alcool du vin :

Distillation

Aux derniers cours nous avons travaillé sur l’énergie et le rendement.

Nous avons appris ce qu’est que l’énergie, les différentes sortes d’énergie et comment calculer cette énergie :

- L’énergie potentielle (énergie en réserve)

- L’énergie cinétique (énergie associée au mouvement)

- L’énergie électrique (énergie utilisée par les appareils électrique)

EnergieFormulesSignification
potentielle Epot=m*g*Δh Masse * accélération terrestre * différence de hauteur
cinétique $E_{cin}=\frac{mv^2}{2}$
électrique P=U*I Puissance=tension * intensité du courant

Nous avons également appris la signification de quelques grandeurs physiques :

grandeur symbole
tension U
volts V
intensité I
ampère A
watt W

On a encore vu la formule pour calculer la puissance ;

$Puissance=\frac{Energie}{temps}$

$P=\frac{E}{t}$

Energie= Puissance * temps

On a vu que lorsqu’on chauffe de l’eau on transforme de l’énergie électrique en chaleur. Cette énergie transformée en chaleur peu s’exprimer par

$E_{reçue}=m*c*\Delta T$

m est la masse d’eau chauffée, c est la chaleur massique de l’eau et ΔT est l’écart de température (température finale moins température initiale).

Comme on a travaillé sur l’énergie reçue nous avons également travaillé sur l’énergie fournie, pour calculer la quantité de l’énergie fournie la formule est la suivante :

$E_{reçue}=$Puissance*temps (temps en secondes)

Grâce à l’énergie fournie et l’énergie reçue nous pouvons calculer l’énergie perdue.

$E_{perdue}= E_{fournie} - E_{reçue}$

Et pour finir nous avons vu ce qu’est le rendement et comment le calculer.
Le rendement est le rapport de l’énergie ou d’une autre grandeur fournie par une machine à l’énergie ou à la grandeur correspondante consommée par cette machine.

$rendement=\frac{E_{reçue}}{E_{fournie}}*100$

On a fini le cours par une épreuve sur l’énergie et le rendement.

Mon appréciation

J’ai trouvé que c’était un cours plutôt original et intéressent. Le fait de travailler sur internent nous a permis de travailler d’une autre manière que d’habitude plus amusante et plus intéressante. Ce que je trouve dommage c’est qu’on n’a pas fait assez d’expériences au laboratoire alors que c’est la partie du cours la plus intéressante qui nous permet de mettre en œuvre ce qu’on a appris. Le sujet que j’ai préféré est « l’énergie et le rendement », car nous avons appris beaucoup de formules pour calculer l’énergie, qui peuvent nous servir dans la vie quotidienne.


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