# Bulletin Officiel — Physique-Chimie — Cycle 4 > **Source initiale** : Bulletin Officiel special n°11 du 26 novembre 2015 (programmes d'enseignement du cycle 4) > **Consolidation 2020** : Bulletin Officiel n°31 du 30 juillet 2020 (arrete du 17 juillet 2020, modifications du programme) > **Cycle** : Cycle 4 (5e, 4e, 3e) > **Discipline** : Physique-Chimie > **Themes** : 4 themes principaux, traites tout au long du cycle --- ## Modifications apportees par le BO consolide 2020 > Le programme consolide de juillet 2020 reprend l'architecture du programme de 2015 en y apportant des ajustements et clarifications. Les modifications principales sont signalees par la mention `[modif. 2020]` dans le document ci-dessous. Voici une vue d'ensemble des changements : ### 1. Renforcement de la demarche scientifique et de la programmation - Ajout explicite de la **programmation et de l'algorithmique** comme outil au service de la demarche scientifique (en lien avec les mathematiques et la technologie) - L'eleve doit pouvoir « **utiliser un langage de programmation** pour obtenir un resultat, controler la vraisemblance d'un resultat » `[modif. 2020]` - Utilisation de **microcontroleurs** (Arduino, micro:bit) pour l'acquisition de donnees et le pilotage de dispositifs experimentaux `[modif. 2020]` ### 2. Renforcement des enjeux climatiques et energetiques - Ajout d'une dimension explicite de **developpement durable** et de **transition ecologique** dans les attendus `[modif. 2020]` - Renforcement de l'etude des **impacts environnementaux** des transformations chimiques et de la production d'energie - Ajout de la notion d'**empreinte carbone** et de **cycle de vie** dans les exemples d'application `[modif. 2020]` - Mention explicite des **gaz a effet de serre** (CO₂, CH₄) et de leur role dans le changement climatique `[modif. 2020]` ### 3. Clarifications sur le theme « Signal et information » - Distinction explicite entre **signal analogique** et **signal numerique** `[modif. 2020]` - Introduction de la notion de **numerisation d'un signal** (echantillonnage, codage binaire) `[modif. 2020]` - Lien renforce entre physique-chimie et **technologie/informatique** pour le traitement de l'information ### 4. Precisions sur les formules et relations - La formule de la **loi de gravitation universelle** F = G × (m₁ × m₂) / d² est explicitement mentionnee comme « expression fournie a exploiter » (pas a memoriser) `[modif. 2020]` - Clarification : l'expression de l'**energie cinetique** Ec = 1/2 × m × v² est un objectif de **fin de cycle** (3e), mais la notion qualitative d'energie cinetique peut etre abordee des la 5e `[modif. 2020]` ### 5. Interdisciplinarite renforcee - Liens explicites avec les **Objectifs de Developpement Durable** (ODD) de l'ONU `[modif. 2020]` - Articulation renforcee avec le programme de **mathematiques** (grandeurs composees, proportionnalite, puissances de 10, calcul litteral) - Articulation avec le programme de **technologie** (chaines d'energie, signaux, programmation) --- ## Competences travaillees ### Pratiquer des demarches scientifiques — Domaine du socle : D4 - Identifier des questions de nature scientifique - Proposer une ou des hypotheses pour repondre a une question scientifique ; concevoir une experience pour la ou les tester - Mesurer des grandeurs physiques de maniere directe ou indirecte - Interpreter des resultats experimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant - Developper des modeles simples pour expliquer des faits d'observations et mettre en oeuvre des demarches propres aux sciences ### Concevoir, creer, realiser — Domaine du socle : D4, D5 - Concevoir et realiser un dispositif de mesure ou d'observation ### S'approprier des outils et des methodes — Domaine du socle : D2 - Effectuer des recherches bibliographiques - Utiliser des outils numeriques pour mutualiser des informations sur un sujet scientifique - Planifier une tache experimentale, organiser son espace de travail, garder des traces des etapes suivies et des resultats obtenus ### Pratiquer des langages — Domaine du socle : D1 - Lire et comprendre des documents scientifiques - Utiliser la langue francaise en cultivant precision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, experiences, hypotheses et conclusions - S'exprimer a l'oral lors d'un debat scientifique - Passer d'une forme de langage scientifique a une autre ### Mobiliser des outils numeriques — Domaine du socle : D2 - Utiliser des outils d'acquisition et de traitement de donnees, de simulations et de modeles numeriques - Produire des documents scientifiques grace a des outils numeriques, en utilisant l'argumentation et le vocabulaire specifique a la physique et a la chimie - Utiliser un langage de programmation pour obtenir un resultat et controler sa vraisemblance `[modif. 2020]` - Utiliser des microcontroleurs (Arduino, micro:bit) pour acquerir des donnees ou piloter un dispositif experimental `[modif. 2020]` ### Adopter un comportement ethique et responsable — Domaine du socle : D3, D5 - Expliquer les fondements des regles de securite en chimie, electricite et acoustique ; reinvestir ces connaissances ainsi que celles sur les ressources et sur l'energie, pour agir de facon responsable - S'impliquer dans un projet ayant une dimension citoyenne - Fonder ses choix de comportement responsable vis-a-vis de la sante ou de l'environnement sur des arguments scientifiques `[modif. 2020]` - Comprendre les responsabilites individuelle et collective en matiere de preservation des ressources naturelles et de la diversite (ODD) `[modif. 2020]` ### Se situer dans l'espace et dans le temps — Domaine du socle : D5 - Expliquer, par l'histoire des sciences et des techniques, comment les sciences evoluent et influencent la societe - Identifier les differentes echelles de structuration de l'Univers --- ## Theme 1 — Organisation et transformations de la matiere ### Attendus de fin de cycle - Decrire la constitution et les etats de la matiere - Decrire et expliquer des transformations chimiques - Decrire l'organisation de la matiere dans l'Univers --- ### A. Decrire la constitution et les etats de la matiere #### Connaissances et competences associees - Caracteriser les differents etats de la matiere (solide, liquide et gaz) `[5e]` - Proposer et mettre en oeuvre un protocole experimental pour etudier les proprietes des changements d'etat `[5e]` - Caracteriser les differents changements d'etat d'un corps pur `[5e]` - Interpreter les changements d'etat au niveau microscopique `[5e]` - Proposer et mettre en oeuvre un protocole experimental pour determiner une masse volumique d'un liquide ou d'un solide `[4e]` - Exploiter des mesures de masse volumique pour differencier des especes chimiques `[4e]` - Concevoir et realiser des experiences pour caracteriser des melanges `[5e]` - Estimer experimentalement une valeur de solubilite dans l'eau `[5e]` #### Notions cles - Espece chimique et melange `[5e]` - Notion de corps pur `[5e]` - Changements d'etats de la matiere `[5e]` - Conservation de la masse, variation du volume, temperature de changement d'etat `[5e]` - Masse volumique : relation m = rho x V `[4e]` - Solubilite `[5e]` - Miscibilite `[5e]` - Composition de l'air `[5e]` #### Activites suggerees - Experiences simples montrant la conservation de la masse (mais non conservation du volume) lors d'un changement d'etat - L'eau comme principal support experimental pour l'etude des changements d'etat - Exploiter des donnees pour connaitre l'etat d'un corps dans un contexte fixe - Exploiter la temperature de changement d'etat pour identifier des corps purs - Mettre l'accent sur les transferts d'energie lors des changements d'etat - Travail avec les mathematiques sur les relations de proportionnalite et les grandeurs-quotients (masse volumique) - Dissolution de gaz dans l'eau au regard de problematiques liees a la sante et l'environnement - Differentes methodes de traitement des eaux (purification, desalinisation...) --- ### B. Decrire et expliquer des transformations chimiques #### Connaissances et competences associees - Mettre en oeuvre des tests caracteristiques d'especes chimiques a partir d'une banque fournie `[5e]` - Identifier experimentalement une transformation chimique `[5e]` - Distinguer transformation chimique et melange, transformation chimique et transformation physique `[5e]` - Interpreter une transformation chimique comme une redistribution des atomes `[4e]` - Utiliser une equation de reaction chimique fournie pour decrire une transformation chimique observee `[4e]` - Associer leurs symboles aux elements a l'aide de la classification periodique `[4e]` - Interpreter une formule chimique en termes atomiques `[4e]` #### Notions cles - Notions de molecules, atomes, ions `[4e]` - Conservation de la masse lors d'une transformation chimique `[4e]` - Dioxygene (O₂), dihydrogene (H₂), diazote (N₂), eau (H₂O), dioxyde de carbone (CO₂) `[4e]` - Tableau periodique des elements `[4e]` - Symboles des elements chimiques `[4e]` - Numero atomique `[4e]` #### Activites suggerees - Activites experimentales mettant en oeuvre differents types de transformations chimiques : combustions, reactions acide-base, reactions acides-metaux - Utilisation du tableau periodique pour retrouver, a partir du nom de l'element, le symbole et le numero atomique et reciproquement - Situer les transformations chimiques etudiees dans des contextes de transition ecologique : impact des combustions sur l'effet de serre, empreinte carbone `[modif. 2020]` --- ### C. Proprietes acidobasiques #### Connaissances et competences associees - Identifier le caractere acide ou basique d'une solution par mesure de pH `[3e]` - Associer le caractere acide ou basique a la presence d'ions H⁺ et OH⁻ `[3e]` #### Notions cles - Ions H⁺ et OH⁻ `[3e]` - Mesure du pH `[3e]` - Reactions entre solutions acides et basiques `[3e]` - Reactions entre solutions acides et metaux `[3e]` #### Activites suggerees - Les differentes transformations chimiques servent de support pour introduire ou exploiter la notion de transformation chimique dans des contextes varies (vie quotidienne, vivant, industrie, sante, environnement) - Pratique experimentale et exemples de transformations : occasion de travailler sur les problematiques liees a la securite et a l'environnement --- ### D. Decrire l'organisation de la matiere dans l'Univers #### Connaissances et competences associees - Decrire la structure de l'Univers et du systeme solaire `[cycle]` - Aborder les differentes unites de distance et savoir les convertir : du kilometre a l'annee-lumiere `[cycle]` - Connaitre et comprendre l'origine de la matiere `[3e]` - Comprendre que la matiere observable est partout de meme nature et obeit aux memes lois `[3e]` #### Notions cles - Galaxies, evolution de l'Univers, formation du systeme solaire, ages geologiques `[cycle]` - Ordres de grandeur des distances astronomiques `[cycle]` - La matiere constituant la Terre et les etoiles `[3e]` - Les elements sur Terre et dans l'Univers (hydrogene, helium, elements lourds : oxygene, carbone, fer, silicium...) `[3e]` - Constituants de l'atome, structure interne d'un noyau atomique (nucleons : protons, neutrons), electrons `[3e]` #### Activites suggerees - Faire prendre conscience que l'Univers a ete different dans le passe, qu'il evolue dans sa composition, ses echelles et son organisation - Continuite entre l'infiniment petit et l'infiniment grand, l'echelle humaine entre ces deux extremes - Travailler sur des ressources en ligne et sur l'identification de sources d'informations fiables - Ouverture vers la recherche, les observatoires et la nature des travaux menes grace aux satellites et aux sondes spatiales --- ### Reperes de progressivite — Theme 1 #### 5e - Consolider les notions d'espece chimique, de melange et de corps pur, d'etat physique et de changement d'etat - Etudes quantitatives : mesures et experimentations sur la conservation de masse, la non conservation du volume et la proportionnalite entre masse et volume - Introduction experimentale de la miscibilite et de la solubilite - Utilisation d'un modele particulaire pour decrire les etats de la matiere, les transformations physiques et chimiques - Introduction experimentale d'exemples de transformations chimiques avec liens possibles avec l'histoire des sciences et la vie courante #### 4e - Introduction progressive de la grandeur quotient masse volumique - Utilisation d'equations de reaction pour modeliser les transformations chimiques dans des cas simples - Tableau periodique comme outil de classement et de reperage des atomes constitutifs de la matiere (sans insister sur la notion d'element chimique) #### 3e - Description de la constitution de l'atome et de la structure interne du noyau - Travail sur les puissances de dix en lien avec les mathematiques #### Tout au long du cycle - La partie « Organisation de la matiere dans l'Univers » peut etre abordee tout au long du cycle comme objet d'etude et comme champ d'application pour les autres themes --- ## Theme 2 — Mouvement et interactions ### Attendus de fin de cycle - Caracteriser un mouvement - Modeliser une interaction par une force caracterisee par un point d'application, une direction, un sens et une valeur --- ### A. Caracteriser un mouvement #### Connaissances et competences associees - Caracteriser le mouvement d'un objet `[5e]` - Utiliser la relation liant vitesse, distance et duree dans le cas d'un mouvement uniforme `[5e]` #### Notions cles - Vitesse : direction, sens et valeur `[5e]` - Mouvements rectilignes et circulaires `[5e]` - Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur `[5e]` - Relativite du mouvement dans des cas simples `[5e]` #### Activites suggerees - Experiences simples realisables en classe, de la vie courante ou de documents numeriques - Animations des trajectoires des planetes (modele simplifie : circulaires et a vitesse constante) - Comprendre la relativite des mouvements dans des cas simples (train qui demarre le long d'un quai) et apprehender la notion d'observateur immobile ou en mouvement --- ### B. Modeliser une interaction par une force #### Connaissances et competences associees - Identifier les interactions mises en jeu (de contact ou a distance) et les modeliser par des forces `[4e]` - Associer la notion d'interaction a la notion de force `[4e]` - Exploiter l'expression litterale scalaire de la loi de gravitation universelle, la loi etant fournie `[3e]` #### Notions cles - Action de contact et action a distance `[5e]` - Force : point d'application, direction, sens et valeur `[4e]` - Force de pesanteur et son expression P = m x g `[3e]` #### Activites suggerees - Utiliser les diagrammes objet-interaction pour l'etude mecanique d'un systeme - Experimenter des situations d'equilibre statique (balance, ressort, force musculaire) - Experimenter la persistance du mouvement rectiligne uniforme en l'absence d'interaction (frottement) - Experimenter des actions produisant un mouvement (fusee, moteur a reaction) - Pesanteur sur Terre et sur la Lune, difference entre poids et masse (unites) - L'impesanteur n'est abordee que qualitativement --- ### Reperes de progressivite — Theme 2 #### 5e - Reinvestissement et approfondissement du concept de vitesse (direction et sens en plus de la valeur, deja vue au cycle 3) - Notion d'interaction de contact ou a distance abordee de maniere descriptive #### 4e - Modelisation progressive des interactions par la notion de force caracterisee par une valeur, une direction, un sens et un point d'application #### 3e - Exploitation de l'expression de la force de gravitation universelle (expression fournie) - Exploitation de la relation P = m x g tant au niveau experimental que sur le plan formel - Articulation avec le programme de mathematiques : « Utiliser le calcul litteral » (theme A) et « Resoudre des problemes de proportionnalite » (theme B) #### Tout au long du cycle - Les notions de mouvement et de vitesse sont regulierement mobilisees dans les differentes parties du programme --- ## Theme 3 — L'energie et ses conversions ### Attendus de fin de cycle - Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d'energie - Utiliser la conservation de l'energie - Realiser des circuits electriques simples et exploiter les lois de l'electricite --- ### A. Sources, transferts, conversions et formes d'energie #### Connaissances et competences associees - Identifier les differentes formes d'energie `[5e]` - Identifier les sources, les transferts et les conversions d'energie `[5e]` - Etablir un bilan energetique pour un systeme simple `[4e]` - Utiliser la relation liant puissance, energie et duree `[3e]` #### Notions cles - Formes d'energie : cinetique (relation Ec = 1/2 x m x v²), potentielle (dependant de la position), thermique, electrique, chimique, nucleaire, lumineuse `[cycle]` - Sources d'energie `[5e]` - Transferts d'energie `[5e]` - Conversion d'un type d'energie en un autre `[5e]` - Conservation de l'energie `[3e]` - Unites d'energie `[5e]` - Notion de puissance `[3e]` #### Activites suggerees - Supports d'enseignement relevant de systemes ou de situations de la vie courante - Souligner que toutes les formes d'energie ne sont pas equivalentes ni egalement utilisables - Clarifier les termes souvent rencontres dans la vie courante : chaleur, production, pertes, consommation, gaspillage, economie d'energie, energies renouvelables - Aborder les enjeux de la transition energetique : mix energetique, impact carbone des differentes sources, efficacite energetique `[modif. 2020]` - Lien avec les Objectifs de Developpement Durable (ODD 7 — Energie propre et d'un cout abordable, ODD 13 — Mesures relatives a la lutte contre les changements climatiques) `[modif. 2020]` --- ### B. Circuits electriques et lois de l'electricite #### Connaissances et competences associees - Elaborer et mettre en oeuvre un protocole experimental simple visant a realiser un circuit electrique repondant a un cahier des charges simple ou a verifier une loi de l'electricite `[5e]` - Exploiter les lois de l'electricite `[4e]` - Mettre en relation les lois de l'electricite et les regles de securite `[4e]` - Conduire un calcul de consommation d'energie electrique relatif a une situation de la vie courante `[3e]` #### Notions cles - Dipoles en serie, dipoles en derivation `[5e]` - L'intensite du courant electrique est la meme en tout point d'un circuit qui ne compte que des dipoles en serie `[4e]` - Loi d'additivite des tensions (circuit a une seule maille) `[4e]` - Loi d'additivite des intensites (circuit a deux mailles) `[4e]` - Relation tension-courant : loi d'Ohm (U = R x I) `[4e]` - Loi d'unicite des tensions `[4e]` - Puissance electrique P = U x I `[3e]` - Relation liant l'energie, la puissance electrique et la duree : E = P x t `[3e]` #### Activites suggerees - Circuits electriques privilegiant les dispositifs rencontres dans la vie courante : automobile, appareils portatifs, installations et appareils domestiques - Sensibiliser les eleves aux economies d'energie pour developper des comportements responsables et citoyens --- ### Reperes de progressivite — Theme 3 #### 5e - Revenir sur les attendus du cycle 3 concernant les sources et les conversions de l'energie - Comparaison d'ordres de grandeur d'energies ou de puissances produites ou consommees - Mise en oeuvre de circuits simples visant a realiser des fonctions precises - Etude des proprietes du courant electrique et de la tension (prise en compte des representations des eleves) #### 4e - Difference entre sources, formes, transferts et conversions - Lois de l'electricite avec le formalisme requis (reprise de la 5e) - Les differentes lois de l'electricite peuvent etre abordees sans ordre precis impose #### 3e - Pleine maitrise de la relation entre puissance et energie (objectif de fin de cycle) - Expression litterale de l'energie cinetique Ec = 1/2 x m x v² - Pleine maitrise de la notion de conservation de l'energie (objectif de fin de cycle) - Aspects energetiques de l'electricite (P = U x I, E = P x t) #### Tout au long du cycle - L'etude du theme de l'energie gagne a etre presente chaque annee - Les chaines d'energie sont etudiees en technologie : veiller a une bonne articulation interdisciplinaire --- ## Theme 4 — Des signaux pour observer et communiquer ### Attendus de fin de cycle - Caracteriser differents types de signaux (lumineux, sonores, radio...) - Utiliser les proprietes de ces signaux --- ### A. Signaux lumineux #### Connaissances et competences associees - Distinguer une source primaire (objet lumineux) d'un objet diffusant `[5e]` - Exploiter experimentalement la propagation rectiligne de la lumiere dans le vide et le modele du rayon lumineux `[5e]` - Utiliser l'unite « annee lumiere » comme unite de distance `[5e]` #### Notions cles - Lumiere : sources, propagation, vitesse de propagation, annee lumiere `[5e]` - Modele du rayon lumineux `[5e]` #### Activites suggerees - Travailler sur les ombres, la reflexion et des mesures de distance - Sensibiliser les eleves aux risques d'emploi des sources lumineuses (laser par exemple) - Decouverte de differents types de rayonnements (lumiere visible, ondes radio, rayons X...) --- ### B. Signaux sonores #### Connaissances et competences associees - Decrire les conditions de propagation d'un son `[5e]` - Relier la distance parcourue par un son a la duree de propagation `[5e]` #### Notions cles - Vitesse de propagation du son `[5e]` - Notion de frequence : sons audibles, infrasons et ultrasons `[4e]` #### Activites suggerees - Exemples privilegiant les phenomenes naturels et les dispositifs concrets : tonnerre, sonar... - Sensibiliser les eleves aux risques auditifs --- ### C. Signal et information #### Connaissances et competences associees - Comprendre que l'utilisation du son et de la lumiere permet d'emettre, de transporter un signal donc une information `[cycle]` - Distinguer un signal analogique d'un signal numerique `[modif. 2020]` - Connaitre le principe de la numerisation d'un signal analogique (echantillonnage) `[modif. 2020]` #### Notions cles `[modif. 2020]` - Signal analogique : signal variant de maniere continue au cours du temps `[4e]` - Signal numerique : signal code sous forme de valeurs discretes (suite de 0 et de 1) `[3e]` - Echantillonnage : conversion d'un signal analogique en signal numerique `[3e]` - Codage binaire de l'information `[3e]` --- ### Reperes de progressivite — Theme 4 #### 5e - Reinvestissement des acquis du cycle 3 : identification d'un signal lumineux ou sonore, association a une information simple - Proprietes de la lumiere (propagation rectiligne, vitesse) et du son (vibration, milieux, vitesse) - Notions qualitatives de signal et d'information #### 4e - Introduction de la **frequence** (Hz) pour les signaux sonores : sons audibles, infrasons, ultrasons `[modif. 2020]` - Distinction entre **signal analogique** et **signal numerique** `[modif. 2020]` - Lien couleur / pixel / information (synthese additive appliquee aux ecrans) #### 3e - Maitrise de la notion de frequence (objectif de fin de cycle) - Principe de la **numerisation** d'un signal analogique : echantillonnage, codage binaire `[modif. 2020]` - Utilisation de la relation entre distance, vitesse et duree pour les signaux #### Tout au long du cycle - Chaque situation mettant en oeuvre une mesure est l'occasion d'enrichir l'association signal-information - Articulation avec la partie « Analyser le fonctionnement et la structure d'un objet » du programme de technologie (nature d'un signal et d'une information) - Articulation avec le programme de **mathematiques** et de **technologie** pour la programmation et le traitement numerique `[modif. 2020]` --- ## Croisements entre enseignements (EPI) ### Corps, sante, bien-etre et securite - **Securite, de la maison aux lieux publics** (en lien avec SVT, technologie) : usage raisonne des produits chimiques, pictogrammes de securite, gestion et stockage des dechets chimiques au laboratoire, risque electrique domestique, risque et gestion du risque - **Chimie et sante** (en lien avec EPS, SVT, mathematiques, technologie) : fabrication des medicaments, prevention ### Culture et creation artistiques - **Son et lumiere** (en lien avec arts plastiques, education musicale, SVT) : sources, propagation, vitesse - **Lumiere et arts** (en lien avec arts plastiques, SVT, mathematiques) : illusion d'optiques, trompe-l'oeil, camera obscura, vitrail (lumiere blanche aux lumieres colorees) - **Chimie et arts** (en lien avec arts plastiques, histoire des arts, francais) : couleur et pigments, huiles et vernis, restauration d'oeuvres d'art - **Architecture et actions mecaniques** (en lien avec arts plastiques, technologie, histoire, francais, mathematiques) : architecture metallique (Tour Eiffel...) ### Transition ecologique et developpement durable - **Chimie et environnement** (en lien avec SVT, technologie, mathematiques, histoire-geographie, francais) : transformations chimiques sources de pollution, depollution biochimique, chimie verte - **Recyclage des materiaux** : tri des dechets, protection de l'environnement - **Qualite et traitement des eaux** (purification, desalinisation...) : potabilite de l'eau, techniques d'analyse, protection et gestion de l'eau, station d'epuration - **L'eau** : ressource, vivant, exoplanetes, formes de vie, vapeur d'eau et effet de serre naturel, risques naturels (grele, inondations...), barrages et energie hydroelectrique - **Gestion des ressources naturelles** : gestion et consommation d'eau et d'energie, exploitation des ressources par les etres humains - **Energie** : production, consommation, pertes, gaspillage, economie, energies renouvelables ### Information, communication, citoyennete - **Information et communication** (en lien avec technologie, EMI) : signaux sonores, signaux lumineux, signaux electriques - Distinction entre connaissances et croyances, securite pour soi et pour autrui (en lien avec EMI, SVT, mathematiques, francais) ### Langues et cultures de l'Antiquite - **Histoire des representations de l'Univers** (en lien avec langues de l'Antiquite, histoire, mathematiques, technologie) : les savants de l'ecole d'Alexandrie (Eratosthene, Hipparque, Ptolemee, Aristote...), instruments de mesure (astrolabe, sphere armillaire...) - **Sciences et Antiquite** : heritage de la Grece antique dans la construction de la science ### Langues et cultures etrangeres ou regionales - Themes autour de la question de l'universalite de la science (en lien avec langues vivantes) ### Monde economique et professionnel - Applications des recherches en physique et en chimie impactant le monde economique (en lien avec technologie, SVT) : industrie chimique (medicaments, purification de l'eau, materiaux innovants, materiaux biocompatibles...), chaines de production et de distribution d'energie, metrologie ### Sciences, technologie et societe - **Histoire du monde** : de l'Antiquite a Kepler (en lien avec histoire, mathematiques, SVT, technologie) - Instruments scientifiques, instruments de navigation (en lien avec mathematiques, histoire, geographie, technologie) --- ## Index des formules et relations | Formule | Grandeurs | Unite | Theme | Niveau | |---|---|---|---|---| | m = rho x V | m : masse, rho : masse volumique, V : volume | kg, kg/m³, m³ | Theme 1 | `[4e]` | | v = d / t | v : vitesse, d : distance, t : duree | m/s, m, s | Theme 2 | `[5e]` | | P = m x g | P : poids, m : masse, g : intensite de pesanteur | N, kg, N/kg | Theme 2 | `[3e]` | | F = G x (m₁ x m₂) / d² | F : force gravitationnelle, G : constante, m₁ m₂ : masses, d : distance | N, N·m²/kg², kg, m | Theme 2 | `[3e]` (expression fournie) | | Ec = 1/2 x m x v² | Ec : energie cinetique, m : masse, v : vitesse | J, kg, m/s | Theme 3 | `[3e]` | | E = P x t | E : energie, P : puissance, t : duree | J (ou Wh), W, s (ou h) | Theme 3 | `[3e]` | | P = U x I | P : puissance, U : tension, I : intensite | W, V, A | Theme 3 | `[3e]` | | U = R x I | U : tension, R : resistance, I : intensite | V, Ohm, A | Theme 3 | `[4e]` | ### Lois de l'electricite | Loi | Enonce | Niveau | |---|---|---| | Loi d'unicite de l'intensite en serie | L'intensite du courant est la meme en tout point d'un circuit en serie | `[4e]` | | Loi d'additivite des tensions | Dans un circuit a une seule maille, la tension du generateur est egale a la somme des tensions aux bornes des recepteurs | `[4e]` | | Loi d'additivite des intensites | Dans un circuit a deux mailles, l'intensite dans la branche principale est egale a la somme des intensites dans les branches derivees | `[4e]` | | Loi d'unicite des tensions | La tension est la meme aux bornes de dipoles branches en derivation | `[4e]` | | Loi d'Ohm | U = R x I (relation tension-courant pour un conducteur ohmique) | `[4e]` | --- ## Programmation et algorithmique `[modif. 2020]` > Le BO consolide 2020 renforce la place de la programmation comme outil au service de la demarche scientifique en physique-chimie, en articulation avec les programmes de mathematiques et de technologie. ### Competences attendues - Ecrire, mettre au point et executer un programme simple (boucle, conditionnelle, variable) - Utiliser un programme pour acquerir des donnees experimentales (capteurs connectes a un microcontroleur) - Traiter des donnees (tableaux, graphiques) a l'aide d'un tableur ou d'un langage de programmation - Simuler un phenomene physique simple (mouvement, circuit) ### Exemples d'activites | Activite | Theme | Niveau suggeree | Materiel | |---|---|---|---| | Programmer un capteur de temperature (thermometre numerique) | Theme 1 | 5e/4e | Arduino + capteur | | Tracer automatiquement une courbe de changement d'etat | Theme 1 | 5e | Python ou tableur | | Simuler la trajectoire d'un objet | Theme 2 | 4e/3e | Python (Scratch) | | Mesurer une intensite et une tension avec un microcontroleur | Theme 3 | 4e | Arduino + capteur | | Mesurer la frequence d'un son avec un programme | Theme 4 | 4e | micro:bit + micro | | Programmer un dispositif d'alerte sonore ou lumineux | Theme 4 | 5e/4e | micro:bit ou Arduino | ### Articulation interdisciplinaire - **Mathematiques** : algorithmique, boucles, variables, calcul litteral - **Technologie** : chaines d'information et d'energie, microcontroleurs, capteurs, actionneurs - **SNT (en 2nde)** : preparation a l'enseignement « Sciences Numeriques et Technologie » --- ## Contribution aux Objectifs de Developpement Durable (ODD) `[modif. 2020]` Le programme de physique-chimie cycle 4 contribue explicitement a plusieurs ODD : | ODD | Intitule | Lien avec le programme | | ------ | --------------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------------------- | | ODD 6 | Eau propre et assainissement | Traitement des eaux, dissolution, potabilite (Theme 1) | | ODD 7 | Energie propre et d'un cout abordable | Sources d'energie, renouvelable/non renouvelable, rendement (Theme 3) | | ODD 12 | Consommation et production responsables | Transformations chimiques, recyclage, chimie verte (Theme 1) | | ODD 13 | Mesures relatives a la lutte contre les changements climatiques | Gaz a effet de serre, empreinte carbone, combustions (Themes 1 et 3) | | ODD 14 | Vie aquatique | Acidification des oceans, pH, dissolution CO₂ (Theme 1) |