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Continuité pédagogique en Physique Chimie

Cet article est en cours de rédaction et à vocation a être enrichi en permanence. 

En période de confinement, le plus difficile est sûrement de faire réfléchir nos élèves et d'expérimenter sur des notions en physique chimie.

En classe, nous avons l’habitude d’utiliser des manipulations pour les introduire de nouvelle notion à l’aide de démarche scientifique. Le confinement nous impose donc un autre regard sur les travaux pratiques, et nous invite à une nouvelle proximité aux sciences.

Deux approches s'offrent à nous, la manipulation et l'observation d'un phénomène permet soit d'etayer une notion en cours d'acquisition, soit en découvrir une.

Dans cet article, nous vous proposons des expériences à réaliser chez-soi du matériel disponible dans les placards de nos cuisines. 

Ils existe multitude de sites  de science qui proposent de la vulgarisation scientifique et des expériences simples, nous avons testé et approuvé certaines expériences regroupé dans le tableau ci dessous. Vous pourrez retrouver un fichier partagé recensent des expériences pouvant être faites en fonction des domaines et des niveaux. Ce sont des expériences principalement qualitatives.

 Niveau 

Domaine

 Thémes Manipulation 
Seconde          Sécurité : comment travailler en toute sécurité ?  Connaître les principaux dispositifs de protection présents dans une installation électrique et leur rôle.  Tableau élèctrique 
Mécanique : comment décrire le mouvement ? Reconnaître un état de repos ou de mouvement d’un objet par rapport à un autre objet. Caméra embarquée 
Connaître la relation entre vitesse moyenne, distance parcourue et durée.  Stop Motion
Chimie : comment caractériser une solution ? Quelles précautions faut-il prendre quand on utilise des liquides d’usage courant ? Lire des étiquettes de produits ménagers 
Reconnaître expérimentalement le caractère acide, basique ou neutre d’une solution. Mesurer un pH. Réaliser expérimentalement une dilution.

Chou rouge

Echelle de teinte


Thermique : comment caractériser les échanges d’énergie sous forme thermique ?  Choisir et utiliser un capteur de température.

 Différence entre énergie thermique et température

Sommes-nous un bon thermomètre ?

Optique : comment caractériser et exploiter un signal lumineux ? Réflection  Miroir 
Refraction  Hologramme 
Réaliser expérimentalement une synthèse additive des couleurs. Liquide Colorée
 Acoustique : comment caractériser et exploiter un signal sonore ?  Déterminer la période ou la fréquence d’un son pur.  Sifflement 
Comment préserver son audition ? Verifier les -6db par doublement de la distance 
Cycle 1ére/Terminale                             T 3 Comment protéger un véhicule contre la corrosion ? Corrosion d'un clou   
T 4 Pourquoi éteindre ses phares quand le moteur est arrêté ? 1. Quelle est la différence entre une pile et un accumulateur ?   
T 5 Comment se déplacer dans un fluide ?   1. Pourquoi un bateau flotte-t-il ? Iceberg 
2. Pourquoi les hublots des sous-marins sont-ils épais ? Effet Venturi  
3. Comment un avion vole-t-il ?  
T 6 Qu’est-ce qu’une voiture puissante ? 1. Qu'est-ce qu'un couple moteur ?   
T 7 Comment avoir une bonne tenue de route ? 1. A quoi servent les amortisseurs ?  
T 8 Comment faire varier la vitesse d’un véhicule électrique ?     
CME 4 Comment chauffer ou se chauffer?  1. Pourquoi le métal semble-t-il plus froid que le bois ?  Conduction des matériaux 
CME 5 Peut-on concilier confort et développement durable ? 4. Les matières plastiques peuvent-elles être recyclées?
Rechercher différentes matières plastiques
 
CME 6 Comment fonctionnent certains dispositifs de chauffage ? 1. Comment fonctionne une plaque à induction?
Mesure du Champ Magnétique avec phyphox
 
  2. Comment faire varier la température d’un gaz sans le chauffer ? Aerosol 
CME 7 Comment l'énergie électrique est-elle distribuée à l'entreprise ? 4. Peut-on prévoir l'intensité appelée par plusieurs appareils électriques fonctionnant simultanément ?  
HS 4** Comment peut-on adapter sa vision ?   1. Comment peut-on améliorer sa vision ? Défauts de l'oeil 
2. Pourquoi faut-il se protéger les yeux des rayons du soleil ?   
Arc en ciel 
HS 5 Quels sont les principaux constituants du lait ?     
HS 6 Quels sont le rôle et les effets d’un détergent ? 2. Quel est le rôle d’un détergent ? Bateau savon 
SL 1 Comment dévier la lumière ? 1. Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ?

Miroir

Hologramme

 
SL 2 Comment un son se propage-t-il ?  Messure d'une longueur d'onde  Mesure de la longueur d'onde du micro-onde  
 Déterminer la période ou la fréquence d’un son pur. Sifflement
SL 4** Comment voir ce qui est faiblement visible à l’œil nu ? 2. Comment voir des petits objets ?  
SL 5 Pourquoi les objets sontils colorés?   1. Comment obtenir les couleurs de l’arc en ciel ? Arc en ciel 
2. Comment produit-on des images colorées sur un écran?
Regarder à la loupe un écran
 
3. Comment produit-on des images colorées sur une affiche?
Regarder à la loupe des emballages
 
SL 6 Comment reproduire un signal sonore ?     
SL 7 Comment une image estelle captée par un système d'imagerie numérique ?    



C’est une proposition non exhaustive. Si vous connaissez des manipulations intéressantes n’hésitez pas à nous en faire part, nous compléterons cette liste.

 

Expériences 

 

Tableau élèctrique:

Observation et comparaison des différents tableau élèctrique ou prise qui existe dans un appartement.

Lire des étiquettes de produits ménagers

Nous avons tous des produits ménagers dans nos placards et il est possible de demander aux élèves de photographier les étiquettes, et de recenser, les pictogrammes, les compositions.

Caméra embarqué

Une rapide vidéo d'une petite scéne avec le portable fixe et une avec le portable en mouvement peut permettre de montrer l'importance de définir un référentiel avant de décrire un mouvement.

caméra embarquée

Stop Motion: Création de film

Il est facile à partir de l'application Stop Motion studio de créer des petits film. Le principe de creation de ces films étant de prendre des photos et de déplacer les objets d'une petite ou grande distance en fonction de l'illusion de la vitesse que l'on veut donner à l'objet, la relation entre vitesse, distance et durée est directement manipulable.

Sifflement

Academo propose un oscilloscope virtuel qui peut-ëtre connecté à votre micro ordinateur. Il permet de faire une analyse du signal, de déterminer la periode de votre siflement.

lien: https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/

 

Chou rouge

Il est possible de se servir du chou rouge comme indicateur coloré et ainsi déterminer un encadrement du pH d'une solution grâce aux changements de couleur : 

17928-magie-des-couleurs 400x400r

Lien vers SimplyScience

 

Echelle de teinte

Pour  travailler la notion de dillution et de proportionnalité il est possible de créer une echelle de teinte avec du café, du thé ou encore du lait 

Effet  Venturi

 Vidéo et Tp 1BP-press-effet Venturi 2020

Principe du pulvérisateur

https://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/une-histoire-de-pression/

Sommes-nous un bon thermomètre?

Pour faire évaluer par les élèves, on demandeaux élèves de plonger une main dans un récipient d'eau chaude, l'autre dans un récipient d'eau froide en même temps puis attendre 30 seconde. Au bout de ce temps, ils plonge les deux main dans de l'eau à température ambiente. Quelle est la température de ce dernier récipent?

TP : Notion d'état thermique (1)

Liquide Coloré

Observation de liquides de couleurs

A l'aide de colorant alimentaire ou de feutre à eau, l'eau peut se colorer. L'observation à travers ces liquides alignés permet de visualiser la synthèse soustractive. La projecté d'un faiseau lumineux type lampe de portable ayant traversé les trois liquides permet de observer la synthèse additive.

synthese

Iceberg

Le verre est rempli à ras-bord et le glaçon dépasse. Le glaçon va fondre, l'eau va-t-elle déborder ?

ice-235bee4

http://phys.free.fr/reponse/reponse3.htm

Bocal sous l'eau

 

Pendules avec phyphox 

Suspendre un smartphone en position verticale et faire l’acquisition de sa vitesse angulaire ω. Une acquisition de qualité exige d’éviter tout mouvement de rotation de l’appareil sur lui-même. Utiliser la fonction « gyroscope » de Phyphox. Dans les « paramètres », cocher la case « départ retardé » et prendre une durée de mesures de 10 à 15 s environ. L’exportation des données se fait au format CSV, tabulation, virgule décimale.

TP : https://www.lelivrescolaire.fr/page/7112865

Téléchargement de l'application Phyphox

 

Rechercher différentes matières plastiques

Mesure du Champ Magnétique avec phyphox

Phyphox propose d'exploiter le magnétométre de son smarphone, il est possible de demander aux élèves de constater qu'il existe naturellement un champ magnétique, de trouver le nord, (l'inclinaison du "nord"aussi ) et comme prolongation trouver d'autres sources de magnétisme à la maison et de trouver la plus forte source. 

Screenshot 20200430-155216 

Aerosol

Bilan puissance sur une multiprise

Demander aux élèves de trouver la plaque signalétique de la multiprise et de faire une bilan de puissance des appareils branchés, en photographiant les informations.

Verifier les -6db par doublement de la distance

Il suffit d'utiliser un ordinateur avec la vidéo d'un son à 440 Hz ou un protable avec l'application phyphox, un métre et un téléphone portable avec l'application phyphox en mesure de Décibel. 

Défauts de l'oeil

Vous trouverez dans le fichier joint en pdf des expériences permetant d'observer differents defauts :

  • Voir à l'intérieur de l'humeur vitrée 
  • Montrer que le cerveau inverse les images qui se forment sur la rétine 
  • Profondeur de champ
  • Largeur de la partie nette du champ de vision
  • Quelle est la distance entre deux cellules photo-réceptrices sur la rétine ?
  • La rétine est-elle homogène, la tache aveugle

 Fichier PDF DefautDelOeil

Luxmétre phyphox

Vérifier la loi du carré inverse de l'éclairement : 

http://emmanuelhourdequin.free.fr/IMG/pdf/TP_-_photometrie.pdf

 

Screenshot 20200504-101129 2

Arc en ciel

Placer un miroir à 45° dans un récipient rempli à moitié d'eau puis orienter la surface de l'eau pour que les rayon du soleil arrive dessus. Mettre une feuille blanche observer les rayons réfléchis par la surface d'eau. 

lien: https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Arc-en-ciel_de_chambre

Bateau savon

Exploiter la tension superficielle pour faire avancer un petit bateau en carton ; :

bateau3-web

La suite de l'expérience : https://www.espace-sciences.org/juniors/experiences/une-goutte-et-ca-repart

Miroir 

On a tous un miroir plus au moins grand dans nos lieux de vie. Mais lequel est plus adapté pour me voir en entier. Quelle est l'influance de la distance au miroir... 

La suite en pdf

Hologramme

Découper en forme de  cône un plastique transparent rigide. Poser le sur un écran diffusant une vidéo youtube et vous pouvez admirer un hologramme .

lien: https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Hologramme

Conduction des matériaux

Dans un verre d'eau bouillante, on met une cuillière en plastique, une en acier. Préalablement, les élèves auront mis de la cire sur le dos des deux cuillière. L'observation de la fonte de la cire pourra guider vers la conduction des matériaux.

Fabriquer une loupe avec une goute d'eau

TP : Loupe fortune

Regarder à la loupe un ecran

Regarder à la loupe des emballages