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Physique - Programme optionnel de 5e secondaire

Dynamique

L’étude de la dynamique offre aux élèves l’occasion d’acquérir des connaissances scientifiques et technologiques sur des phénomènes et des applications1 dans lesquels interviennent des forces qui s’exercent sur des corps.

Au cours du secondaire, les élèves ont étudié des phénomènes, des problématiques et des applications d’une complexité croissante. Ils se sont approprié des concepts associés à l’univers matériel, à l’univers vivant, à la Terre et à l’espace ainsi qu’à l’univers technologique. Le recours à des démarches expérimentale, d’analyse et de modélisation leur permet de décrire, comprendre et expliquer les lois et les modèles qui régissent la dynamique. Les élèves apprennent à mobiliser ces nouvelles connaissances dans divers contextes pour expliquer des phénomènes ou effectuer des prédictions. Ils acquièrent ainsi une meilleure compréhension des effets des forces sur les corps dans le monde qui nous entoure et des applications qui en sont faites.

L’élève apprend à le faire avec l’intervention de l’enseignante ou de l’enseignant.
L’élève le fait par lui-même à la fin de l’année scolaire.
 
L’élève réutilise cette connaissance.
Secondaire
ATS ATS
–
SE		 ST ST
–
STE		 PHY
3e 4e 3e 4e 5e
1er cycle du secondaire
    1. Masse
        • Définir le concept de masse
    1. Effets d’une force
        • Expliquer les effets d’une force dans un objet technique (modification du mouvement d’un objet ou déformation d’un matériau)
    1. Machines simples 
        • Repérer des roues, des plans inclinés et des leviers dans des objets techniques simples (ex. : une brouette est constituée d'un levier interrésistant et d’une roue)
        • Décrire qualitativement l’avantage mécanique de différents types de leviers (interappui, intermoteur ou interforce, interrésistant) dans des applications variées
2e cycle du secondaire
Seuls les concepts propres au programme de physique sont précédés d'un chiffre.
Les énoncés sur fond bleu pâle indiquent que l'élève a abordé ces connaissances en 3e ou en 4e secondaire.
    1. Relation entre le travail, la force et le déplacement
        • Décrire qualitativement la relation entre le travail, la force appliquée sur un corps et son déplacement
      
        • Appliquer la relation mathématique entre le travail, la force efficace et le déplacement (W = FΔs)
      
    1. Relation entre la masse et le poids
        • Décrire qualitativement la relation entre la masse et le poids
      
        • Appliquer la relation mathématique entre la masse et le poids (Fg = mg)
      
    1. Force efficace
        • Définir la force efficace comme étant la composante de la force appliquée qui est exercée parallèlement au déplacement
      
        • Déterminer graphiquement la grandeur de la force efficace dans une situation donnée
      
  1. Accélération gravitationnelle
    1. Comparer les valeurs moyennes de l’accélération gravitationnelle terrestre et lunaire (9,8 m/s2 sur Terre, 1,6 m/s2 sur la Lune)
        
  1. Force gravitationnelle
    1. Associer la chute libre d’un corps à l’effet de la force gravitationnelle
        
    1. Associer la force gravitationnelle d’un corps à son poids
        
    1. Déterminer la composante de la force gravitationnelle parallèle au déplacement d’un corps (ex. : plan incliné)
        
  1. Lois de Newton
    1. Décrire qualitativement le principe d’inertie (1re loi de Newton)
        
    1. Décrire qualitativement la relation entre la force appliquée sur un corps, sa masse et son accélération (2e loi de Newton)
        
    1. Appliquer la relation mathématique entre la force appliquée, la masse et l’accélération (F = ma)
       
    1. Décrire qualitativement le principe d’action-réaction (3e loi de Newton)
        
    1. Expliquer un phénomène ou le fonctionnement d’un objet technique à l’aide des lois de Newton
        
    1. Pression
        • Définir la pression comme étant la force exercée par les particules lorsqu’elles entrent en collision avec une surface contraignante
      
    1. Adhérence et frottement entre les pièces
        • Décrire les avantages et les inconvénients liés à l’adhérence et au frottement entre les pièces dans un objet technique
      
  1. Force de frottement
    1. Expliquer les effets possibles d’une force de frottement (ralentir, arrêter ou empêcher le mouvement d’un corps)
        
    1. Nommer des facteurs qui modifient la grandeur de la force de frottement pour une situation donnée (ex. : nature des surfaces en contact, forme d’un corps qui se déplace dans un fluide)
        
    1. Déterminer la valeur de la force de frottement dans une situation donnée2
       (force de frottement = force motrice - force résultante)
       
    1. Contraintes
        • Décrire les contraintes auxquelles sont soumis divers objets techniques : traction, compression, torsion (ex. : la partie supérieure d’une poutre subit des contraintes de compression)
      
        • Décrire les contraintes auxquelles sont soumis divers objets techniques : traction, compression, torsion, flexion, cisaillement (ex. : un tremplin est soumis à des contraintes de flexion)
      
  1. Force centripète
    1. Expliquer qualitativement l’effet d’une force centripète sur un corps en mouvement
        
  1. Diagramme de corps libre
    1. Représenter les forces qui s’exercent sur un corps à l’aide de vecteurs
        
  1. Équilibre et résultante de plusieurs forces
    1. Déterminer la grandeur et l’orientation du vecteur associé à la force résultante d’un système de forces
        
    1. Déterminer la grandeur et l’orientation du vecteur associé à la force équilibrante d’un système de forces
        
1. On entend par « application » un objet technique, un système, un produit ou un procédé.
2. Les calculs faits à l’aide des coefficients de frottement ne sont pas exigés.

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