Objectifs déclarés du cours

Les objectifs fixés en début d’année sont :

– apporter l’information minimum permettant de développer la curiosité et l’intérêt scientifique ;

– 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 :

observation ;

formulation de questions ;

analyse d’un texte scientifique simple ;

utilisation d’un mode opératoire ;

utilisation d’appareils pour l’expérimentation ;

présentation et interprétation des résultats ;

– initiation aux sciences de la nature et à leur utilisation dans la vie quotidienne ;

– permettre de maîtriser certains concepts essentiels relatifs à l’étude des interactions de l’homme avec son environnement ;

– développer la conduite d’un raisonnement rigoureux et logique.

ces objectifs sont précisés ici

Thèmes abordés pendant le cours

Utilisation de SPIP

Lors des premiers cours de sciences naturelles nous avons appris à utiliser SPIP :

– écrire un nouvel article ;

– créer un tableau ;

– placer une image.

Utilisation de Mathematica

Ce logiciel nous a été utile pour effectuer des calculs avec de très grands nombres.

Utilisation de Stella

Ce logiciel nous a permis de créer des constructions de modèles ainsi que des graphiques.

I. Ordres de grandeurs dans l’univers et notation scientifique :

– échelles de distances dans l’univers ;

– latitude et longitude ;

– Séances de laboratoire sur la longitude et latitude :

Nous avons reçu les coordonnées angulaires (latitude et longitude) de quatre villes et nous avons dû placer ces villes sur la sphère en sagex.

But :Déterminer la distance entre des villes, en plaçant nos villes sur une sphère en sagex.

Site utilisé pour ce thème : ici

II. La matière

Pour ce cours nous avons utilisé modérément le cour de Messieurs Caillet, Dieci, Farinelli et Quintaje.

Nous avons traité les thèmes suivants :

1. Les notions concernants les matières (Aspect et Etats de la matière)

les états solides, liquides et gazeux

2. Changements d’états

	Changement d’état	Nom	Exemple
1	Solide -> Liquide	fusion	la fonte des glaciers
2	Liquide -> Solide	solidification	étang qui gèle
3	Liquide -> Gaz	vaporisation	l’eau qui bout
4	Gaz -> Liquide	liquéfaction	formation de brouillard
5	Solide -> Gaz	sublimation	un tas de neige qui diminue sans fondre
6	Gaz -> Solide	condensation	vapeurs d’iode se transforme en cristaux

3. Composition de la matière (Mélanges homogène et hétérogène)

4. Quelques techniques de séparation physiques

5. Les cycles de la matière

– Nous avons utilisé un site pour nous aider à comprendre le cycle de l’eau.

Quizz

Voir le cour de l’une de mes camarades

Nous avons fait un laboratoire sur ce sujet.

But : Effectuer la séparation d’un mélange de solides au moyen de procédés physiques simples.

Dans ce laboratoire, nous avons utilisé plusieurs procédés de séparation dans le but d’observer les différentes manières de séparer des corps.

Voir le rapport

III. Phénomène de croissance

Les phénomènes de croissance concernent surtout la matière vivante (on peut en observer quelques-uns dans le monde de la matière inanimée : croissance des glaciers, des stalagmites, des stalactites, des cristaux, etc.)

Nous avons construit quelques modèles qui permettent de simuler des phénomènes de croissance.

Nous avons commencé avec un modèle très simple qui ne comporte qu’un réservoir (population), qu’un flux (naissances par unité de temps) et un lien (relation entre réservoir et le flux).

Puis nous avons étudié les croissances exponentielles. La croissance exponentielle (la variable est à l’exposant et l’exposant est proportionnel au temps). La loi qui décrit cette croissance est donnée par

${N} = {N_0}*e^{constante*t}$

Nous avons étudié la croissance limitée où l’on observe presque toujours dans les phénomènes de croissance un début de croissance exponentielle suivi d’un tassement de la croissance qui conduit à un effectif stable au cour du temps.

La boite de Pétri

Pour cette expérience, nous avons divisé notre boîte de Pétri en quatre parties égales. Dans la boîte, il y a un milieu nutritif stéril que nous avons touché avec l’objet ou la matière de notre choix. Puis nous avons observé durant une semaine l’évolution de nos bactéries.

Voir le rapport

IV. La distillation

But : L’expérience effectuée consiste a distiller le vin, c’est à dire, à séparer les substances contenues dans ce produit (eau, alcool, colorant, ...). Pour cette expérience nous allons séparer l’eau et l’alcool du vin.

Voir le rapport

V. Énergie. puissance et rendement

Nous avons essayé de répondre a une question : Qu’est-ce que l’énergie ?

– L’énergie c’est ce qui permet de faire quelque chose .

Nous avons vu plusieurs formes d’énergies :

L’ENERGIE RENOUVELABLE

– l’énergie solaire

– l’énergie éolienne

– l’énergie géothermique

ENERGIE NON RENOUVELABLE

– l’énergie nucléaire

– l’énergie thermique (combustion du charbon, du mazout, du bois,etc)

– l’énergie potentielle (retenue d’eau des barrages)

ENERGIE POTENTIELLE

Nous avons vu la formule utilisée pour calculer l’énergie potentielle :

Epot = mgh

m est la masse en kilogramme
g est l’accélération terrestre 9.81m/s^2
h est l’altitude en mètre

ENERGIE CINETIQUE

De même pour l’énergie cinétique :

$E_{cin}=\frac{mv^2}{2}$

m est la masse en mouvement en kg.
v la vitesse du mouvement en m/s

ENERGIE ELECTRIQUE

Lorsqu’un appareil électrique est branché sur un secteur (les prises délivrent une tension U de 220 V volt), il est parcouru par un courant électrique d’intensité I qui se mesure en ampère A. Sur tout appareil électrique, on peut lire deux indications : la tension de service U en volt (V) et la puissance de l’appareil en watt (W). Ces grandeurs sont reliées entre elles par la relation suivante :

Puissance = tension * intensité du courant

P = U*I

Cette puissance se mesure en watt (W). Une puissance de 1 W correspond à une dépense d’énergie de 1 joule (J) en 1 seconde (s)

Laboratoire sur l’énergie

But : Faire calculer le rendement de divers appareils électriques (résistance, plaque, four micro-ondes) utilisés pour augmenter de x °C la température d’un volume déterminé d’eau (sans changement d’état).

Pour cela nous avons utilisé quatre appareils différents :

– Plaque chauffante (Énergie en kWh)
– Bouilloire (Puissance en watt et temps en secondes)
– Four à micro-onde (Puissance en watt et temps en seconde)
– Réchaud à gaz (masse de gaz brûlée en gramme)

Pour déterminer quel appareil était le meilleur moyen de chauffer de l’eau nous avons calculé

– l’énergie reçue
– l’énergie fournie
– le rendement

Pour plus d’information sur ce laboratoire : Voir le rapport

Conclusion :
En ce qui me concerne, j’ai apprécié ce cours de sciences naturelles. Les cours ont été donnés avec enthousiame par Monsieur Bernard Vuilleumier et les laboratoires ont été intéressants.