Animations — Physique-Chimie, Seconde générale
Les animations qui accompagnent ce cours, chapitre par chapitre. Clique sur une animation pour la manipuler : curseurs, défis à relever et lien vers le chapitre.
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Chapitre 1 : Corps purs, mélanges et identification d'espèces chimiques (12)
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La chromatographie sur couche mince
Fais monter l'éluant, révèle la plaque sous UV ou au diiode, mesure les Rf et démasque les constituants d'un mélange mystère.
Manipuler →La distillation fractionnée
Chauffe un mélange eau-éthanol, regarde la vapeur monter dans la colonne de Vigreux et la température faire des paliers, puis récolte l'éthanol.
Manipuler →Palier de température : corps pur ou mélange ?
Refroidis deux tubes côte à côte : le corps pur fait un palier, le mélange non. Démasque ensuite l'échantillon mystère !
Manipuler →Masse volumique : identifier un liquide
Tare la balance, verse, lis le ménisque : ρ = m/V en direct, la droite m = f(V), et un liquide mystère à démasquer.
Manipuler →Les tests d'identification des ions : détective !
Soude, nitrate d'argent, chlorure de baryum et test de flamme : observe les précipités colorés et démasque le cation et l'anion d'une solution mystère.
Manipuler →L'extraction par solvant (ampoule à décanter)
Verse, agite, dégaze, décante : fais passer le diiode de l'eau au cyclohexane, trouve la phase du bas et bats le record d'extraction.
Manipuler →Flottaison : la partie cachée de l'iceberg
Pourquoi 90 % de l'iceberg se cache sous l'eau ? Fraction immergée ρ_objet/ρ_liquide, péniche qu'on charge, eau douce ou eau de mer.
Manipuler →Dissolution, concentration en masse et saturation
Dissous du sel, du sucre ou du sulfate de cuivre dans deux fioles : Cm = m/V en direct, la loupe sur les entités, et la saturation.
Manipuler →Les mailles cristallines en 3D
Fais tourner les mailles CS, CC, CFC, HC, NaCl et CsCl en 3D : compte les atomes, trouve la coordinence, la compacité et la masse volumique.
Manipuler →Purifier un solide par recristallisation
Dissous à chaud, filtre, refroidis : de beaux cristaux purs apparaissent ! Volume minimal, eaux mères, rendement et banc Kofler en direct.
Manipuler →La courbe de solubilité et la cristallisation
Refroidis une solution chaude et regarde les cristaux pousser : le point de la solution passe sous ou au-dessus de la courbe s(θ). Sel ou nitrate de potassium ?
Manipuler →Synthèse de l'aspirine : de l'équation au contrôle CCM
Fabrique un vrai médicament en 6 étapes : pesée, chauffage, cristallisation, filtration sous vide, rendement, puis contrôle par CCM (Rf) et banc Kofler.
Manipuler →Chapitre 2 : Solutions aqueuses (13)
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Préparer une solution par dilution
Pipette jaugée, fiole jaugée, trait de jauge : dilue une solution colorée, calcule le facteur de dilution et construis ton échelle de teinte.
Manipuler →Dissolution, concentration en masse et saturation
Dissous du sel, du sucre ou du sulfate de cuivre dans deux fioles : Cm = m/V en direct, la loupe sur les entités, et la saturation.
Manipuler →Échelle de teinte : estimer une concentration
Glisse le tube inconnu entre deux tubes de l'échelle, encadre et estime sa concentration, dilue-le s'il est trop foncé.
Manipuler →La courbe de solubilité et la cristallisation
Refroidis une solution chaude et regarde les cristaux pousser : le point de la solution passe sous ou au-dessus de la courbe s(θ). Sel ou nitrate de potassium ?
Manipuler →La mole : compter en pesant
Verse du sel, du sucre ou de l'eau sur la balance : quantité de matière et nombre d'entités s'affichent, et tu crées tes molécules.
Manipuler →Le spectrophotomètre et la loi de Beer-Lambert
Choisis la bonne longueur d'onde, mesure une gamme d'étalons, trace la droite d'étalonnage et démasque la solution mystère.
Manipuler →Masse volumique : identifier un liquide
Tare la balance, verse, lis le ménisque : ρ = m/V en direct, la droite m = f(V), et un liquide mystère à démasquer.
Manipuler →Les ions monoatomiques : règles du duet et de l'octet
Fais passer les électrons d'un métal à un non-métal jusqu'à ce que chacun ressemble à un gaz noble : ions, octet et formule NaCl, MgCl₂…
Manipuler →La dissolution d'un solide ionique : dispersion, solvatation
Zoome sur un grain de sel dans l'eau : les molécules polaires arrachent les ions un par un, les entourent et les dispersent. Et dans le cyclohexane ?
Manipuler →Diluer un acide fort et un acide faible : comparer le pH
Dilue 10 fois, 100 fois… un acide fort et un acide faible côte à côte : le pH ne monte pas de la même façon, et la loupe montre pourquoi.
Manipuler →Solubilité et précipitation
Verse des ions goutte à goutte : dès que Qs dépasse Ks, le précipité apparaît. Ion commun, hydroxydes et « pluie d'or » au menu.
Manipuler →Les tests d'identification des ions : détective !
Soude, nitrate d'argent, chlorure de baryum et test de flamme : observe les précipités colorés et démasque le cation et l'anion d'une solution mystère.
Manipuler →Concentration molaire : préparer une solution au labo
Le TP complet geste par geste : tare, pesée m = C·V·M, fiole jaugée, ménisque à la loupe, puis dilution. Et les erreurs classiques à tester !
Manipuler →Chapitre 3 : Structure de l'atome (16)
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Construis ton atome
Glisse protons, neutrons et électrons : élément, symbole, isotopes, ions, configuration électronique et règle de l'octet en direct.
Manipuler →Les isotopes et la notation du noyau
Lis la carte d'identité d'un noyau (A, Z, X), ajoute des neutrons pour fabriquer ses isotopes, puis pèse des atomes : m ≈ A × m(nucléon).
Manipuler →L'atome à l'échelle : la tête d'épingle et le stade
Le noyau devient une tête d'épingle : dézoome et découvre que l'atome est grand comme un stade… et presque vide. Mais où est passée la masse ?
Manipuler →Rutherford et la feuille d'or : l'atome est vide
Bombarde une feuille d'or de particules α : presque toutes passent, quelques-unes rebondissent. Thomson ou Rutherford : qui a raison ?
Manipuler →Configuration électronique et électrons de valence
Les électrons tombent un à un dans l'immeuble des sous-couches : configuration, électrons de valence, période et colonne en direct.
Manipuler →La fission nucléaire et la réaction en chaîne
Pilote un cœur de réacteur : neutrons, fission de l'uranium 235, barres de contrôle et modérateur. Garde la réaction critique !
Manipuler →La vallée de stabilité des noyaux (diagramme N-Z)
Explore la carte des noyaux : vallée de stabilité, noyaux α, β⁻ et β⁺, équations de désintégration et famille de l'uranium 238 jusqu'au plomb.
Manipuler →Les désintégrations α, β⁻, β⁺ et γ
De vrais noyaux se désintègrent : particule α, électron, positon ou photon γ, équation, diagramme (Z, N), famille de l'uranium 238 et pénétration.
Manipuler →Le spectre de l'atome d'hydrogène
Fais sauter l'électron d'un niveau d'énergie à l'autre : chaque photon émis allume sa raie, de l'ultraviolet à l'infrarouge.
Manipuler →La loi de Coulomb
Deux charges qui s'attirent ou se repoussent, deux protons face à la gravitation, et un pendule électrostatique pour mesurer une charge mystère.
Manipuler →Puissances de 10 et écriture scientifique
Zoome du proton à l'Univers observable, regarde la virgule sauter pour écrire a × 10ⁿ et calcule combien de fois la Terre est plus grande que toi.
Manipuler →Le tableau périodique et ses tendances
Colore le tableau périodique selon l'électronégativité, l'énergie d'ionisation ou le rayon atomique, et découvre les tendances et les familles.
Manipuler →Les ions monoatomiques : règles du duet et de l'octet
Fais passer les électrons d'un métal à un non-métal jusqu'à ce que chacun ressemble à un gaz noble : ions, octet et formule NaCl, MgCl₂…
Manipuler →Les orbitales atomiques en 3D
Fais tourner les orbitales 1s, 2p, 3d de l'hydrogène en nuage de points, repère leurs surfaces nodales et remplis les cases quantiques.
Manipuler →Gravitation et électrostatique : deux lois jumelles
F = G m m'/d² et F = k q q'/d² côte à côte : deux droites parallèles, un rapport de 10³⁹ dans l'atome d'hydrogène, et les champs g et E.
Manipuler →De l'objet à l'atome : compter les entités
Combien d'atomes dans une pièce de 1 centime, de molécules dans une goutte d'eau ? Estime, puis lance le compteur : masse d'un atome, N = m / m(entité) et mole.
Manipuler →Chapitre 4 : Entités chimiques stables (8)
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Les ions monoatomiques : règles du duet et de l'octet
Fais passer les électrons d'un métal à un non-métal jusqu'à ce que chacun ressemble à un gaz noble : ions, octet et formule NaCl, MgCl₂…
Manipuler →Construire le schéma de Lewis d'une molécule
Clique entre les atomes pour mettre des électrons en commun : doublets liants et non liants, duet et octet vérifiés, méthode du cours en direct.
Manipuler →Construis ton atome
Glisse protons, neutrons et électrons : élément, symbole, isotopes, ions, configuration électronique et règle de l'octet en direct.
Manipuler →Les molécules en 3D (méthode VSEPR)
Fais tourner H₂O, NH₃, CH₄, CO₂, SF₆… en 3D : angles de liaison, doublets non liants et géométrie VSEPR sous toutes les coutures.
Manipuler →Électronégativité et polarité des molécules
Charges partielles, vecteurs moments dipolaires et symétrie en 3D : découvre pourquoi l'eau est polaire et le CO₂ non, puis dévie un filet d'eau.
Manipuler →Configuration électronique et électrons de valence
Les électrons tombent un à un dans l'immeuble des sous-couches : configuration, électrons de valence, période et colonne en direct.
Manipuler →Le tableau périodique et ses tendances
Colore le tableau périodique selon l'électronégativité, l'énergie d'ionisation ou le rayon atomique, et découvre les tendances et les familles.
Manipuler →Les tests d'identification des ions : détective !
Soude, nitrate d'argent, chlorure de baryum et test de flamme : observe les précipités colorés et démasque le cation et l'anion d'une solution mystère.
Manipuler →Chapitre 5 : La quantité de matière (10)
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La mole : compter en pesant
Verse du sel, du sucre ou de l'eau sur la balance : quantité de matière et nombre d'entités s'affichent, et tu crées tes molécules.
Manipuler →Le volume molaire des gaz : même volume, pas même masse
Gonfle des ballons d'hélium, de méthane, de CO₂… avec la même quantité de matière : même volume, masses différentes ! Et démasque le gaz mystère.
Manipuler →De l'objet à l'atome : compter les entités
Combien d'atomes dans une pièce de 1 centime, de molécules dans une goutte d'eau ? Estime, puis lance le compteur : masse d'un atome, N = m / m(entité) et mole.
Manipuler →Le gaz parfait vu de près
Des atomes rebondissent dans une boîte à piston : mesure la pression grâce à leurs chocs et vérifie que P = nRT/V.
Manipuler →Préparer une solution par dilution
Pipette jaugée, fiole jaugée, trait de jauge : dilue une solution colorée, calcule le facteur de dilution et construis ton échelle de teinte.
Manipuler →L'avancement d'une réaction et le réactif limitant
Méthane, eau ou burgers : règle les quantités initiales, regarde les atomes se réarranger et le tableau d'avancement se remplir.
Manipuler →Les isotopes et la notation du noyau
Lis la carte d'identité d'un noyau (A, Z, X), ajoute des neutrons pour fabriquer ses isotopes, puis pèse des atomes : m ≈ A × m(nucléon).
Manipuler →Le réactif limitant : de la recette au ballon
Cuisine des gâteaux au yaourt jusqu'à la panne d'ingrédient, puis gonfle des ballons au vinaigre et au bicarbonate : qui est le réactif limitant ?
Manipuler →Les mailles cristallines en 3D
Fais tourner les mailles CS, CC, CFC, HC, NaCl et CsCl en 3D : compte les atomes, trouve la coordinence, la compacité et la masse volumique.
Manipuler →Concentration molaire : préparer une solution au labo
Le TP complet geste par geste : tare, pesée m = C·V·M, fiole jaugée, ménisque à la loupe, puis dilution. Et les erreurs classiques à tester !
Manipuler →Chapitre 6 : Transformations physiques (6)
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De la glace à la vapeur : les changements d'état
Chauffe un bloc de glace jusqu'à la vapeur : paliers à 0 °C et 100 °C, énergie reçue et molécules qui se libèrent, en direct.
Manipuler →L'énergie d'un changement d'état : Q = m·L
Fais fondre, bouillir ou geler eau, fer, plomb ou carboglace : Q = m × L se calcule en direct et la droite Q(m) compare les espèces.
Manipuler →La distillation fractionnée
Chauffe un mélange eau-éthanol, regarde la vapeur monter dans la colonne de Vigreux et la température faire des paliers, puis récolte l'éthanol.
Manipuler →Palier de température : corps pur ou mélange ?
Refroidis deux tubes côte à côte : le corps pur fait un palier, le mélange non. Démasque ensuite l'échantillon mystère !
Manipuler →Le diagramme de phases : point triple et point critique
Promène le point d'état dans le vrai diagramme (P, T) de l'eau et du CO₂ : fusion, ébullition, sublimation, point triple et fluide supercritique.
Manipuler →Liaisons hydrogène et forces de Van der Waals
Plonge au cœur d'un liquide : liaisons hydrogène et Van der Waals en direct, ébullition, anomalie de l'eau et mélange eau-huile.
Manipuler →Chapitre 7 : Transformations chimiques (11)
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Le réactif limitant : de la recette au ballon
Cuisine des gâteaux au yaourt jusqu'à la panne d'ingrédient, puis gonfle des ballons au vinaigre et au bicarbonate : qui est le réactif limitant ?
Manipuler →L'avancement d'une réaction et le réactif limitant
Méthane, eau ou burgers : règle les quantités initiales, regarde les atomes se réarranger et le tableau d'avancement se remplir.
Manipuler →La mole : compter en pesant
Verse du sel, du sucre ou de l'eau sur la balance : quantité de matière et nombre d'entités s'affichent, et tu crées tes molécules.
Manipuler →Une réaction d'oxydoréduction en direct
Plonge du zinc, du fer ou du cuivre dans une solution d'ions métalliques et zoome sur les électrons qui passent d'un atome à un ion.
Manipuler →L'énergie libérée par une combustion
Casse les molécules, recombine les atomes : énergies de liaison, diagramme énergétique, pouvoir calorifique et CO₂ émis par mégajoule.
Manipuler →Le chauffage à reflux et le rendement d'une synthèse
Chauffe, refroidis, attends… puis récupère ton arôme de banane ou ton savon : à quoi sert le réfrigérant, et quel rendement η obtiens-tu ?
Manipuler →Le volume molaire des gaz : même volume, pas même masse
Gonfle des ballons d'hélium, de méthane, de CO₂… avec la même quantité de matière : même volume, masses différentes ! Et démasque le gaz mystère.
Manipuler →Suivre une réaction grâce à la pression d'un gaz
Un solide tombe dans l'acide d'un flacon bouché : le gaz produit fait monter la pression, et la pression donne l'avancement x en direct.
Manipuler →Les tests d'identification des ions : détective !
Soude, nitrate d'argent, chlorure de baryum et test de flamme : observe les précipités colorés et démasque le cation et l'anion d'une solution mystère.
Manipuler →Combustion complète ou incomplète : flamme, suie et CO
Règle l'air du bec Bunsen : flamme bleue ou jaune, suie, monoxyde de carbone dans la salle de bain et détecteur qui sonne. Et équilibre les équations !
Manipuler →Pouvoir calorifique : le duel des combustibles
Essence, gazole, bois, méthane ou dihydrogène : quelle masse, quel volume et combien de CO₂ pour un même besoin ? Q = m × PC en direct.
Manipuler →Chapitre 8 : Synthèse d'espèces chimiques (6)
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Le chauffage à reflux et le rendement d'une synthèse
Chauffe, refroidis, attends… puis récupère ton arôme de banane ou ton savon : à quoi sert le réfrigérant, et quel rendement η obtiens-tu ?
Manipuler →La chromatographie sur couche mince
Fais monter l'éluant, révèle la plaque sous UV ou au diiode, mesure les Rf et démasque les constituants d'un mélange mystère.
Manipuler →L'extraction par solvant (ampoule à décanter)
Verse, agite, dégaze, décante : fais passer le diiode de l'eau au cyclohexane, trouve la phase du bas et bats le record d'extraction.
Manipuler →Purifier un solide par recristallisation
Dissous à chaud, filtre, refroidis : de beaux cristaux purs apparaissent ! Volume minimal, eaux mères, rendement et banc Kofler en direct.
Manipuler →Protéger un groupe caractéristique pour être sélectif
Le réactif attaque tout ? Mets un casque au groupe à préserver, réagis, puis enlève le casque : compare les deux ballons de 100 molécules.
Manipuler →Synthèse de l'aspirine : de l'équation au contrôle CCM
Fabrique un vrai médicament en 6 étapes : pesée, chauffage, cristallisation, filtration sous vide, rendement, puis contrôle par CCM (Rf) et banc Kofler.
Manipuler →Chapitre 9 : Transformations nucléaires (12)
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La fission nucléaire et la réaction en chaîne
Pilote un cœur de réacteur : neutrons, fission de l'uranium 235, barres de contrôle et modérateur. Garde la réaction critique !
Manipuler →La centrale nucléaire : de la fission à l'électricité
Suis l'énergie dans une centrale nucléaire : cœur, générateur de vapeur, turbine, alternateur, condenseur et tour. Rendement η = P_e / P_th ≈ 33 %.
Manipuler →Construis ton atome
Glisse protons, neutrons et électrons : élément, symbole, isotopes, ions, configuration électronique et règle de l'octet en direct.
Manipuler →La vallée de stabilité des noyaux (diagramme N-Z)
Explore la carte des noyaux : vallée de stabilité, noyaux α, β⁻ et β⁺, équations de désintégration et famille de l'uranium 238 jusqu'au plomb.
Manipuler →Les désintégrations α, β⁻, β⁺ et γ
De vrais noyaux se désintègrent : particule α, électron, positon ou photon γ, équation, diagramme (Z, N), famille de l'uranium 238 et pénétration.
Manipuler →La décroissance radioactive : le hasard qui obéit à une loi
Des centaines de noyaux se désintègrent au hasard… et pourtant leur nombre suit une loi exponentielle. Mesure la demi-vie !
Manipuler →Fusion et fission : la courbe d'Aston
La courbe de l'énergie de liaison par nucléon, la fusion de l'hydrogène et la fission de l'uranium : calcule le défaut de masse et l'énergie libérée.
Manipuler →Les isotopes et la notation du noyau
Lis la carte d'identité d'un noyau (A, Z, X), ajoute des neutrons pour fabriquer ses isotopes, puis pèse des atomes : m ≈ A × m(nucléon).
Manipuler →L'atome à l'échelle : la tête d'épingle et le stade
Le noyau devient une tête d'épingle : dézoome et découvre que l'atome est grand comme un stade… et presque vide. Mais où est passée la masse ?
Manipuler →Rutherford et la feuille d'or : l'atome est vide
Bombarde une feuille d'or de particules α : presque toutes passent, quelques-unes rebondissent. Thomson ou Rutherford : qui a raison ?
Manipuler →La datation au carbone 14
Place Ötzi, un charbon de Lascaux ou un os de mammouth dans le compteur, mesure l'activité du carbone 14 et retrouve l'âge… si c'est possible !
Manipuler →Radioprotection : temps, distance et écran
Protège un travailleur d'une source gamma : éloigne-le (loi en 1/d²), ajoute un écran de plomb, de béton ou d'eau, réduis le temps. Dose comparée à une radio.
Manipuler →Chapitre 10 : Description d'un mouvement (16)
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Chronophotographie et vecteur vitesse
Photographie une balle, une bille, un palet ou un manège à intervalles réguliers, construis les vecteurs vitesse et mesure-les à la règle.
Manipuler →Pourquoi il y a des saisons
Penche l'axe de la Terre, change la date et la latitude : hauteur du Soleil à midi, durée du jour, jour polaire… et adieu le mythe de la distance.
Manipuler →La valve du vélo : une trajectoire, trois observateurs
Trois caméras filment le même vélo : pour le piéton, la valve dessine des arches ; pour le cycliste, un cercle ; pour la voiture qui double… autre chose !
Manipuler →Tout est relatif : le changement de référentiel
Une balle lancée dans un train : verticale pour le passager, parabole pour le quai. Et si le train freine ?
Manipuler →Les phases de la Lune
Fais tourner la Lune autour de la Terre et vois défiler, depuis la Terre, croissant, quartier, gibbeuse et pleine lune en 29,5 jours.
Manipuler →Forces et mouvement : le palet sur coussin d'air
Tire un palet sur une table à coussin d'air : chronophotographie, vecteurs vitesse et accélération, principe d'inertie et deuxième loi de Newton.
Manipuler →Satellites : de l'orbite basse au géostationnaire
Règle l'altitude et l'inclinaison d'un satellite : période de Kepler, trace au sol, ISS, GPS et satellite géostationnaire immobile dans le ciel.
Manipuler →Le mouvement circulaire et la fronde
Fais tourner une fronde, observe les vecteurs vitesse et accélération, puis lâche la balle au bon moment pour toucher Goliath.
Manipuler →Le skatepark de l'énergie
Demi-lune, bosses ou looping : regarde l'énergie cinétique et l'énergie potentielle s'échanger, et le frottement tout changer en chaleur.
Manipuler →Le mouvement rectiligne uniformément accéléré
Une voiture accélère ou freine en ligne droite : x(t), v(t) et a(t) se tracent en direct, avec la tangente, les aires et une course-poursuite.
Manipuler →Le vecteur variation de vitesse et la somme des forces
Construis Δv = v₂ − v₁ sur une chronophotographie (ballon, voiture, manège…) et vérifie qu'il pointe comme la somme des forces : ΣF ≈ m·Δv/Δt.
Manipuler →La vitesse de satellisation : v = √(GM/(R+h))
Pourquoi l'ISS file à 7,66 km/s ? La balance « accélération nécessaire / gravitation » et le graphe v(h), de la Terre à une comète.
Manipuler →Le manège et la force de Coriolis
Lance une balle sur un manège qui tourne : droite vue du sol, courbe vue du manège. Forces centrifuge et de Coriolis, ouragans.
Manipuler →Le pendule de Foucault : la preuve que la Terre tourne
Choisis une latitude, accélère le temps et regarde le pendule dessiner sa rosace : son plan tourne, parce que la Terre tourne sous lui.
Manipuler →Vitesse angulaire : tr/min, rad/s et v = R·ω
Roue de vélo, éolienne, lave-linge, meuleuse : passe des tr/min aux rad/s (ω = 2πN/60), calcule v = R·ω, puis règle les vitesses d'un vélo.
Manipuler →L'analyse dimensionnelle : la formule est-elle homogène ?
Pose les deux membres d'une formule sur une balance d'unités (kg, m, s…) : si elle penche, la formule est fausse ! Et convertis les unités en train.
Manipuler →Chapitre 11 : Forces et interactions (12)
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L'interaction gravitationnelle
La Terre attire la Lune, et la Lune attire la Terre tout aussi fort ! Règle masses et distance, et retrouve g = 9,8 N/kg.
Manipuler →Le principe des actions réciproques
Patineurs, fusée, Terre et Lune, aimants, marcheur sur une planche : A pousse B, B pousse A… avec exactement la même force. Mais pas avec le même effet !
Manipuler →Poids et masse : en voyage sur les planètes
Emporte une balance, un dynamomètre et un pèse-personne sur la Lune ou Jupiter : la masse ne change pas, le poids si ! P = m × g en direct.
Manipuler →Le canon de Newton
Tire un boulet du haut d'une montagne géante : trop lent il retombe, vers 7,9 km/s il fait le tour de la Terre, à 11,2 km/s il s'en va.
Manipuler →Le plan incliné et les frottements
Incline le plan, choisis les matériaux et trouve l'angle où le bloc décroche : poids, réaction, frottement et lois de Coulomb en direct.
Manipuler →Projeter les forces et appliquer la deuxième loi de Newton
Tire une caisse sur une pente, choisis ton repère et projette chaque force : cos, sin, signes… et la même accélération à la fin.
Manipuler →Le champ de gravitation
Promène un point autour de la Terre, de la Lune, de Mars ou de Jupiter : vecteurs g, graphe de g(h) et point d'équilibre Terre-Lune.
Manipuler →La loi de Coulomb
Deux charges qui s'attirent ou se repoussent, deux protons face à la gravitation, et un pendule électrostatique pour mesurer une charge mystère.
Manipuler →La poussée d'Archimède
Plonge des cubes de bois, de glace ou d'or dans l'eau, l'huile ou le mercure : ça flotte, ça coule, et le dynamomètre parle.
Manipuler →Flottaison : la partie cachée de l'iceberg
Pourquoi 90 % de l'iceberg se cache sous l'eau ? Fraction immergée ρ_objet/ρ_liquide, péniche qu'on charge, eau douce ou eau de mer.
Manipuler →Gravitation et électrostatique : deux lois jumelles
F = G m m'/d² et F = k q q'/d² côte à côte : deux droites parallèles, un rapport de 10³⁹ dans l'atome d'hydrogène, et les champs g et E.
Manipuler →Moment d'une force et couple : clé, balançoire, treuil
Débloque un écrou de roue avec une clé ou une croix, équilibre une balançoire, soulève une charge au treuil : M = F × d, couple et P = C × ω.
Manipuler →Chapitre 12 : Principe d'inertie (10)
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Le vecteur variation de vitesse et la somme des forces
Construis Δv = v₂ − v₁ sur une chronophotographie (ballon, voiture, manège…) et vérifie qu'il pointe comme la somme des forces : ΣF ≈ m·Δv/Δt.
Manipuler →Chronophotographie et vecteur vitesse
Photographie une balle, une bille, un palet ou un manège à intervalles réguliers, construis les vecteurs vitesse et mesure-les à la règle.
Manipuler →Tout est relatif : le changement de référentiel
Une balle lancée dans un train : verticale pour le passager, parabole pour le quai. Et si le train freine ?
Manipuler →La chute avec frottements : le parachutiste
Saute d'un avion à 4 000 m, regarde ta vitesse plafonner vers 190 km/h, puis ouvre le parachute au bon moment pour te poser en douceur.
Manipuler →Forces et mouvement : le palet sur coussin d'air
Tire un palet sur une table à coussin d'air : chronophotographie, vecteurs vitesse et accélération, principe d'inertie et deuxième loi de Newton.
Manipuler →Le mouvement circulaire et la fronde
Fais tourner une fronde, observe les vecteurs vitesse et accélération, puis lâche la balle au bon moment pour toucher Goliath.
Manipuler →Vecteurs et translations : somme et relation de Chasles
Fais glisser une maison le long d'un vecteur, enchaîne deux translations et vérifie en direct que AB + BC = AC (relation de Chasles).
Manipuler →Le mouvement avec et sans frottement
Deux mobiles identiques lancés ensemble, l'un sans frottement, l'autre avec : palet, plan incliné ou pendule. Forces, énergies et graphes en direct.
Manipuler →Les forces d'inertie : le wagon, l'ascenseur et le manège
Un wagon qui démarre, un ascenseur dont on coupe le câble, un manège qui tourne : chaque scène vue du sol et de l'intérieur.
Manipuler →Le principe fondamental de la statique
Une échelle qui glisse, une poutre sur appuis et une potence : actions de liaison, équations du PFS, cônes de frottement et arc-boutement.
Manipuler →Chapitre 13 : Émission et perception d'un son (18)
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Le niveau sonore et les décibels
Approche-toi d'une enceinte de concert ou d'un avion, ajoute des sources, éloigne-toi : décibels, intensité sonore et seuils de danger.
Manipuler →Le timbre d'un son : additionne des harmoniques
Additionne jusqu'à 8 harmoniques pour fabriquer une flûte, une clarinette ou un signal carré : signal, spectre et son en direct.
Manipuler →L'oreille : ce qu'on entend et ce qui l'abîme
Infrasons, ultrasons, seuil d'audibilité, 85 et 120 dB : promène un son dans le champ auditif et regarde ta cochlée s'abîmer… sans bouchons.
Manipuler →Mesurer la vitesse du son avec deux micros
Clape, regarde l'onde filer d'un micro à l'autre, place les curseurs de l'oscilloscope et calcule v = d / Δt : dans l'air, l'hélium, l'eau ou l'acier.
Manipuler →Du son analogique au fichier numérique
Échantillonnage, quantification sur n bits, code binaire, débit et taille du fichier : regarde un son devenir des 0 et des 1, et écoute la différence.
Manipuler →Sonar, échographie, chauve-souris : mesurer par écho
Une impulsion part, rebondit, revient : mesure la durée Δt de l'aller-retour et trouve la distance d = v × Δt / 2. Sous la mer, dans le ventre ou dans la nuit !
Manipuler →L'onde progressive : la ola de la corde
Secoue une corde ou un ressort : l'onde avance, la coccinelle reste sur place. Mesure λ, T et la célérité avec la photo, le film et le chrono.
Manipuler →Les ondes sismiques et l'épicentre
Un séisme a eu lieu quelque part : lis les sismogrammes de trois stations, mesure le retard des ondes S sur les ondes P et trouve l'épicentre.
Manipuler →Les ondes stationnaires et la corde de guitare
Fais vibrer une corde tendue par une masse : elle ne s'emballe qu'aux fréquences propres fₙ = n·v/(2L). Nœuds, ventres et courbe de résonance.
Manipuler →L'effet Doppler et le mur du son
Un camion de pompiers, un avion ou un moustique fonce en sifflant : fronts d'onde resserrés, fréquence perçue, cône de Mach et « bang ».
Manipuler →Apprends à régler un oscilloscope
Base de temps, sensibilité, déclenchement : règle un oscilloscope virtuel, mesure la période et la tension, et démasque le GBF mystère.
Manipuler →Le logarithme décimal : pH, décibels et séismes
Un axe qui passe du linéaire au logarithmique sous tes yeux : pH, décibels, magnitude des séismes, et une règle à calcul qui multiplie en additionnant.
Manipuler →Le retard d'une onde et sa célérité : v = d / τ
Corde, ressort, ola du stade, tsunami ou séisme : deux capteurs voient passer la même perturbation avec un retard τ = d / v, sans transport de matière.
Manipuler →Les tuyaux sonores : orgue, flûte et clarinette
Regarde l'air vibrer dans un tuyau d'orgue : nœuds, ventres, fréquences propres fₙ = n·v/(2L), et pourquoi un tuyau bouché sonne si grave.
Manipuler →La tension du secteur : 230 V, 50 Hz à l'oscilloscope
Prise ou pile sur l'oscilloscope : lis la période, la fréquence et les 325 V de la tension du secteur, puis trouve la phase sans te brûler les doigts.
Manipuler →Les battements : accorder une guitare à l'oreille
Un diapason et une corde presque accordés : la somme de deux sinusoïdes proches bat lentement. Écoute-la, mesure-la et accorde la guitare !
Manipuler →Le spectre d'un signal (transformée de Fourier)
Un vrai analyseur de spectre : enregistre un signal pendant T, calcule sa FFT et découvre pourquoi la résolution vaut Δf = 1/T.
Manipuler →λ = v / f : une formule pour toutes les ondes
Houle, corde, son, échographie, radio, lumière : l'onde change de milieu, f reste la même, λ = v / f change. Et une carte range toutes les ondes.
Manipuler →Chapitre 14 : Spectres lumineux (13)
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Spectres d'émission et d'absorption
Lampes à hydrogène, sodium, néon… et étoile mystère : compare raies d'émission et raies d'absorption pour identifier les éléments.
Manipuler →Le corps noir et la loi de Wien
Chauffe un corps de 300 à 30 000 K : sa couleur change, le sommet de son spectre glisse et la loi de Wien donne sa température.
Manipuler →Les spectres des éléments : chaque atome a sa signature
Un tableau périodique cliquable : les raies de plus de 90 éléments, en émission et en absorption, la couleur des flammes, le Soleil et l'élément mystère.
Manipuler →Le prisme et l'arc-en-ciel
Fais traverser un prisme de verre à la lumière blanche : le spectre s'étale du rouge au violet. Déviation minimale et réflexion totale.
Manipuler →Synthèse additive, soustractive et couleur des objets
Superpose des projecteurs rouge, vert et bleu, empile des filtres cyan, magenta, jaune… et découvre pourquoi une tomate peut paraître noire.
Manipuler →Le photon : la lumière en grains d'énergie
Des ondes radio aux rayons gamma : fréquence, énergie d'un photon en J et en eV, nombre de photons émis par un laser, et seuil ionisant.
Manipuler →L'effet photoélectrique
Éclaire du césium, du sodium, du zinc ou du cuivre : électrons arrachés ou non, E_c = hν − W₀, fréquence seuil et constante de Planck.
Manipuler →Le spectre de l'atome d'hydrogène
Fais sauter l'électron d'un niveau d'énergie à l'autre : chaque photon émis allume sa raie, de l'ultraviolet à l'infrarouge.
Manipuler →La caméra infrarouge : tout corps rayonne
Glisse la séparation entre l'œil nu et la caméra thermique : le chat, le thé, la vitre… tout rayonne, et la loi de Wien dit à quelle longueur d'onde.
Manipuler →L'effet Doppler au travail : radar, galaxies, échographie
Flashe une voiture au radar, mesure la vitesse d'une galaxie grâce à ses raies décalées vers le rouge et écoute le sang dans une artère.
Manipuler →L'arc-en-ciel dans une goutte d'eau
Suis un rayon de Soleil dans une goutte de pluie : réfraction, réflexion, dispersion… et découvre pourquoi l'arc-en-ciel fait 42° et se cache dans ton dos.
Manipuler →Le réseau de diffraction
Des centaines de fentes pour trier la lumière : ordres, pics de plus en plus fins, spectres en lumière blanche, doublet du sodium, CD et DVD.
Manipuler →Les cônes de l'œil : comment voit-on les couleurs ?
Trois sortes de cônes, trois signaux, et le cerveau invente la couleur. Trompe-le avec du rouge + vert, dessine ton spectre et regarde comme un daltonien.
Manipuler →Chapitre 15 : Propagation de la lumière (18)
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L'image dans un miroir plan
Suis le trajet de la lumière sur un miroir plan : réflexion, image virtuelle, champ de vision… et le miroir qu'il faut pour se voir en entier.
Manipuler →Les phases de la Lune
Fais tourner la Lune autour de la Terre et vois défiler, depuis la Terre, croissant, quartier, gibbeuse et pleine lune en 29,5 jours.
Manipuler →La réfraction et la réflexion totale
Oriente un laser entre l'air, l'eau, le verre ou le diamant : rayons réfléchi et réfracté, angle limite et réflexion totale.
Manipuler →L'année-lumière : regarder loin, c'est voir le passé
Suis la lumière de Bételgeuse ou d'Andromède jusqu'à tes yeux : la frise montre en quelle année elle est partie. Et si l'étoile explosait ce soir ?
Manipuler →Ombre, pénombre et éclipses
Une lampe, une boule, un écran : trace les rayons, fais naître ombre et pénombre… puis passe aux éclipses de Soleil (totale, annulaire) et de Lune.
Manipuler →L'arc-en-ciel dans une goutte d'eau
Suis un rayon de Soleil dans une goutte de pluie : réfraction, réflexion, dispersion… et découvre pourquoi l'arc-en-ciel fait 42° et se cache dans ton dos.
Manipuler →La lentille convergente : où se forme l'image ?
Déplace un objet devant une lentille convergente : rayons particuliers, image réelle ou virtuelle, loupe et relation de conjugaison.
Manipuler →L'œil et les lunettes : accommodation et correction
Modèle réduit de l'œil : fais accommoder le cristallin, observe l'image floue d'un œil myope ou hypermétrope et trouve ses lunettes.
Manipuler →Le prisme et l'arc-en-ciel
Fais traverser un prisme de verre à la lumière blanche : le spectre s'étale du rouge au violet. Déviation minimale et réflexion totale.
Manipuler →Puissances de 10 et écriture scientifique
Zoome du proton à l'Univers observable, regarde la virgule sauter pour écrire a × 10ⁿ et calcule combien de fois la Terre est plus grande que toi.
Manipuler →La lunette astronomique
Règle l'objectif et l'oculaire, rends la lunette afocale et observe la Lune ou Jupiter : grossissement G = f′₁/f′₂ et cercle oculaire.
Manipuler →L'œil et l'appareil photo, côte à côte
Le même objet vu par un œil et par un appareil photo : l'œil change la focale du cristallin, l'appareil déplace son capteur. Une formule : 1/OA' − 1/OA = 1/f'.
Manipuler →Construis la marche des rayons dans une lunette
Construis toi-même, étape par étape, le trajet de la lumière dans une lunette afocale : image intermédiaire, oculaire, grossissement et cercle oculaire.
Manipuler →Lentille divergente et association de deux lentilles
Lentille divergente seule, puis deux lentilles associées : image intermédiaire, vergence V = V₁ + V₂, lunette de Galilée et téléobjectif.
Manipuler →Les miroirs sphériques
Miroir concave ou convexe : rayons particuliers, image réelle ou virtuelle, aberration de sphéricité, rétroviseur et télescope de Newton.
Manipuler →La fibre optique
Injecte un rayon laser dans une fibre : réflexions totales, angle d'acceptance, ouverture numérique et élargissement des impulsions.
Manipuler →La houle arrive sur la plage : célérité et déferlement
Au large, la houle file ; près du bord, elle ralentit (v = √(g h)), se resserre, grandit, pivote et finit par déferler. Une bouée mesure tout sur place.
Manipuler →La loupe : image virtuelle et grossissement G = α'/α
Glisse une fourmi entre le foyer et la loupe : image virtuelle, droite, agrandie. Compare ce que voit ton œil avec et sans loupe et calcule G = α'/α.
Manipuler →Chapitre 16 : Circuits électriques et capteurs (13)
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Série ou dérivation : le circuit des lampes
Monte 2 ou 3 lampes en série ou en dérivation, grille-les, et vérifie la loi des nœuds et la loi des mailles avec ampèremètres et voltmètres.
Manipuler →Les capteurs résistifs : CTN et photorésistance
Étalonne une thermistance CTN dans l'eau chaude, retrouve la température d'un bécher mystère et règle une veilleuse automatique.
Manipuler →La caractéristique d'un dipôle
Mesure U et I point par point et trace la caractéristique d'une résistance, d'une lampe, d'une diode ou d'une DEL. Sans rien griller… ou presque.
Manipuler →Lois des nœuds et des mailles : le circuit en relief
Le potentiel devient une altitude : le générateur monte, les résistances descendent, on fait le tour d'une maille… et on revient au même niveau !
Manipuler →La tension du secteur : 230 V, 50 Hz à l'oscilloscope
Prise ou pile sur l'oscilloscope : lis la période, la fréquence et les 325 V de la tension du secteur, puis trouve la phase sans te brûler les doigts.
Manipuler →Le pont diviseur de tension : potentiomètre et capteurs
Coupe une tension en deux comme on coupe une règle : potentiomètre de joystick, thermomètre à CTN, capteur de lumière… et la charge qui fait tout baisser.
Manipuler →Apprends à régler un oscilloscope
Base de temps, sensibilité, déclenchement : règle un oscilloscope virtuel, mesure la période et la tension, et démasque le GBF mystère.
Manipuler →Puissance, énergie et rendement d'un convertisseur
Bouilloire, moteur, lampes, panneau solaire, chargeur, box : puissance P = U × I, énergie en kWh, coût en euros et rendement en direct.
Manipuler →La fonction inverse dans la vraie vie : y = k / x
Trajet t = d/v, partage S/n, loi d'Ohm I = U/R : doubler x divise y par 2, le rectangle x × y garde la même aire et l'hyperbole fonce vers ses asymptotes.
Manipuler →Système et matrice inverse : AX = B ⇔ X = A⁻¹B
Places de cinéma, parabole par 3 points, circuit électrique : écris le système sous la forme AX = B, calcule det A et A⁻¹, puis X = A⁻¹B, étape par étape.
Manipuler →La cellule photovoltaïque : des photons au courant
Envoie des photons sur une cellule solaire : seuil de la bande interdite, électrons et trous, caractéristique I(U) et point de puissance maximale.
Manipuler →L'écran tactile : un condensateur sous ton doigt
Promène ton doigt sur un écran tactile : il forme un condensateur avec les électrodes, C = ε₀·εr·S/e, et le contrôleur le repère.
Manipuler →Fusible et disjoncteur : l'effet Joule qui protège
Branche des appareils sur une multiprise : le câble chauffe par effet Joule (P = R I²), le fusible fond, le disjoncteur coupe… ou pas !
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