Grandes idées
Grandes idées
Le mouvement d’un objet peut être prédit, analysé et décrit.
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Comment pourrait-on modéliser le mouvement rectiligne uniforme et le mouvement rectiligne uniformément accéléré?
- Comment pourrait-on modifier la trajectoire d’un projectile?
Les forces influencent le mouvement d’un objet.
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- En quoi l’application d’une force sur un objet modifie-t-elle le mouvement de celui-ci?
- Comment les lois de Newton expliquent-elles les changements dans le mouvement des objets?
L’énergie se présente sous différentes formes, elle est conservée et elle possède la capacité d’accomplir un travail.
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Quelle est la relation entre le travail, l’énergie et la puissance d’un système?
- Comment les lois de la conservation sont-elles appliquées dans les circuits en parallèle et en série?
- Pourquoi le rendement d’une machine n’est-il jamais de 100 %?
Les ondes mécaniques transportent l’énergie sans transporter de matière.
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Quels facteurs influencent le comportement des ondes?
- Comment pourrait-on étudier les relations entre les caractéristiques d’une onde et les propriétés du milieu où elle se propage?
- Comment déterminer, à partir de différents instruments de musique, quels harmoniques il nous est donné d’entendre?
Contenu
Learning Standards
Contenu
Quantités vectorielles et scalaires
- addition et soustraction
- trigonométrie du triangle rectangle
Mouvement rectiligne uniforme et uniformément accéléré
représentation graphique et analyse quantitative
Mouvement d’un projectile
1D et 2D, y compris :
- projectile lancé verticalement
- projectile lancé horizontalement
- projectile lancé obliquement
Forces de contact
p. ex. force normale, force de rappel d’un ressort, force de tension, force de frottement
et facteurs qui influent sur la grandeur et la direction
Masse, force gravitationnelle et poids apparent
Lois du mouvement de Newton et diagrammes du corps libre
- première loi : la masse est une mesure du niveau d’inertie
- deuxième loi : force nette résultant d’une ou de plusieurs forces
- troisième loi : processus d’action-réaction qui affecte simultanément deux corps
Forces en équilibre et en déséquilibre dans un système
- système composé d’un corps simple et système multicorps
- plans inclinés
- forces angulaires
- ascenseurs
Conservation de l’énergie; principe du travail et de l’énergie
Puissance et rendement
- mécanique et électrique (p. ex. ampoule électrique, machine simple, moteur, machine à vapeur, bouilloire)
- exemples numériques (p. ex. résistance, puissance et rendement dans les circuits)
Machines simples
levier, plan incliné, coin, poulie, vis, roue et essieu
et avantage mécanique
Utilisation de machines simples par les peuples autochtones
Circuits électriques (CC), loi d’Ohm et lois de Kirchhoff
y compris tension aux bornes et forces électromotrices (f.é.m.) (p. ex. sécurité, distribution de puissance, fusibles ou disjoncteurs, interrupteurs, surcharge, court-circuit, alternateurs)
Équilibre thermique
comme application de la loi de la conservation de l’énergie (p. ex. calorimètre)
et capacité thermique massique
Génération et propagation des ondes
- transversale et longitudinale
- linéaire et circulaire
Caractéristiques et comportements des ondes
- caractéristiques : différences entre les propriétés d’une onde et celles du milieu, périodique et pulsée
- comportements : réflexion (système ouvert ou fermé), réfraction, transmission, diffraction, interférence, décalage Doppler, ondes stationnaires, modèles d’interférence, principe de superposition
Caractéristiques
p. ex. tonalité, volume, vitesse, effet Doppler, bang sonique
du son
Résonance et fréquence
p. ex. harmonique, fondamentale ou naturelle, fréquence de battement
du son
Méthodes graphiques en physique
- tracer le graphique de la relation linéaire d’un phénomène physique donné (p. ex. mouvement rectiligne uniforme, résistance)
- calculer, avec des chiffres significatifs, la pente d’une droite de meilleur ajustement, en utilisant les unités adéquates
- interpoler ou extrapoler des données à partir d’un graphique déjà construit (p. ex. position, vitesse instantanée)
- calculer et interpréter l’aire sous la courbe d’un graphique déjà construit (p. ex. déplacement, travail)
Compétences disciplinaires
Learning Standards
Compétences disciplinaires
Poser des questions et faire des prédictions
Poser des questions et faire des prédictions
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Faire des observations afin de déterminer l’incidence de l’angle de tir sur la trajectoire d’un projectile.
- Formuler une hypothèse quant aux facteurs qui influencent la force de frottement.
- Donner des exemples de machines simples conçues par des peuples autochtones locaux.
- Observer les similitudes et les différences entre les circuits en série et les circuits en parallèle.
- Observer des ondes dans un cadre naturel (p. ex lacs, océans, rivières).
Faire preuve d’une curiosité intellectuelle soutenue sur un sujet scientifique ou un problème qui revêt un intérêt personnel, local ou mondial
Faire des observations dans le but de formuler ses propres questions, d’un niveau d’abstraction croissant, sur des phénomènes naturels
Formuler de multiples hypothèses et prédire de multiples résultats
Planifier et exécuter
Planifier et exécuter
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Choisir l’équipement adéquat et définir les variables pertinentes qui permettront de déterminer expérimentalement l’accélération gravitationnelle.
- Recueillir des données exactes et précises qui permettront de calculer la constante de rappel d’un ressort, en utilisant les unités adéquates.
- Comparer le poids d’un objet mesuré dans un ascenseur immobile et dans un ascenseur qui subit une accélération (c.-à-d. poids apparent).
- Mesurer la tension et le courant à l’aide d’instruments de mesure analogiques et numériques, en utilisant les unités adéquates.
- À l’aide d’un calorimètre, recueillir des données exactes et précises qui permettront de calculer la capacité thermique massique.
- Quelles sont les valeurs requises pour calculer la vitesse du son dans l’air?
Planifier, sélectionner et utiliser, en collaboration et individuellement, des méthodes de recherche appropriées, y compris des travaux sur le terrain et des expériences en laboratoire, afin de recueillir des données fiables (qualitatives et quantitatives)
Évaluer les risques et aborder les questions éthiques, culturelles et environnementales liées à ses propres méthodes
Utiliser les unités SI et l’équipement adéquats, y compris des technologies numériques, pour recueillir et consigner des données de façon systématique et précise
Appliquer les concepts d’exactitude et de précision aux procédures expérimentales et aux données :
- chiffres significatifs
- incertitude
- notation scientifique
Traiter et analyser des données et de l’information
Traiter et analyser des données et de l’information
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Dériver des équations et additionner ou soustraire graphiquement des vecteurs, afin de déterminer la résultante d’un phénomène physique (p. ex. déplacement d’un objet, variation du vecteur vitesse ou accélération d’un objet, équations de la force résultante).
- Comparer une valeur expérimentale à une valeur théorique et calculer le pourcentage d’erreur, ou l’écart entre ces valeurs (p. ex. accélération gravitationnelle, coefficient de frottement).
- Tracer les composantes orthogonales des forces agissant sur un objet posé sur une surface horizontale, sur un plan incliné.
- Établir l’équation décrivant le mouvement d’un objet à partir d’un diagramme du corps libre.
- Tracer et interpréter des diagrammes de circuits.
- Relever des récurrences dans le comportement d’ondes se propageant dans des milieux aux propriétés différentes (p. ex. matériau, milieu ouvert ou fermé, densité).
Découvrir son environnement immédiat et l’interpréter
Recourir aux perspectives et connaissances des peuples autochtones, aux autres modes d’acquisition des connaissances et aux connaissances locales comme sources d’information
Relever et analyser les régularités, les tendances et les rapprochements dans les données, notamment en décrivant les relations entre les variables, en effectuant des calculs et en relevant les incohérences
Tracer, analyser et interpréter des graphiques, des modèles et des diagrammes
Appliquer ses connaissances des concepts scientifiques pour tirer des conclusions correspondant aux éléments de preuve
Analyser des relations de cause à effet
Évaluer
Évaluer
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Relever les causes d’erreurs aléatoires et systématiques durant vos activités au laboratoire.
- Explorer les hypothèses entourant le lien entre l’aire de surface et la force de frottement.
- Quelles sont les limites des diagrammes du corps libre?
- Quelles explications avez-vous à offrir lorsque vos données expérimentales indiquent que l’énergie n’est pas conservée?
- Décrire les moyens d’optimiser l’exactitude et la précision de votre technique de lancement d’un projectile.
- Réfléchir aux conséquences sociales et environnementales de la pollution par le bruit générée notamment par les écouteurs, les téléphones cellulaires ou la tenue d’événements sportifs.
Évaluer ses méthodes et conditions expérimentales, notamment en déterminant des sources d’erreur ou d’incertitude et des variables de confusion, et en examinant d’autres explications et conclusions
Décrire des moyens précis d’améliorer ses méthodes de recherche et la qualité de ses données
Évaluer la validité et les limites d’un modèle ou d’une analogie décrivant le phénomène étudié
Être au fait de la fragilité des hypothèses, remettre en question l’information fournie et déceler les idées reçues dans son propre travail ainsi que dans les sources primaires et secondaires
Tenir compte de l’évolution du savoir attribuable au développement des outils et des technologies
Établir des liens entre les explorations scientifiques et les possibilités de carrière en sciences
Faire preuve d’un scepticisme éclairé et appuyer la réalisation de ses propres recherches ainsi que l’évaluation des conclusions d’autres travaux de recherche sur les connaissances et les découvertes scientifiques
Réfléchir aux conséquences sociales, éthiques et environnementales des résultats de ses propres recherches et d’autres travaux de recherche
Procéder à une analyse critique de l’information provenant de sources primaires et secondaires et évaluer les approches employées pour la résolution des problèmes
Évaluer les risques du point de vue de la sécurité personnelle et de la responsabilité sociale
Appliquer et innover
Appliquer et innover
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Concevoir et fabriquer un jeu d’adresse qui s’appuie sur les principes de mouvement d’un projectile.
- En équipe, concevoir un trajet de course à obstacles qui démontre les lois de Newton.
- Concevoir une structure dont l’efficacité thermique est inspirée des modèles d’habitations traditionnelles autochtones.
- En se basant sur des résultats de recherche probants, proposer des innovations qui pourraient éventuellement remplacer les moteurs à combustion interne.
- Comment les avancées de la physique influencent-elles les innovations dans le domaine sportif (p. ex. vêtements ou matériaux de pointe, conception des skis, techniques de luge, accessoires de bicyclette, planchodromes)?
Contribuer au bien-être des membres de la communauté, à celui de la collectivité et de la planète, ainsi qu’à son propre bien-être, en faisant appel à des méthodes individuelles ou des approches axées sur la collaboration
Concevoir, en coopération, des projets ayant des liens et des applications à l’échelle locale ou mondiale
Contribuer, par la recherche, à trouver des solutions à des problèmes locaux ou mondiaux
Mettre en pratique de multiples stratégies afin de résoudre des problèmes dans un contexte de vie réelle, expérimental ou conceptuel
Réfléchir à l’apport des scientifiques en matière d’innovation
Communiquer
Communiquer
- Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
- Proposer et défendre les éléments avancés pour prouver qu’un objet se déplace, soit selon un mouvement rectiligne uniforme, soit selon un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
- À l’aide d’une carte de la région, représenter visuellement les différences entre une quantité scalaire et une quantité vectorielle.
- Modéliser la relation entre la diminution de la force de frottement agissant sur un objet et l’augmentation de l’angle d’inclinaison.
- Créer un modèle qui démontre les conditions d’interférences constructives et destructives des ondes.
Élaborer des modèles concrets ou théoriques pour décrire un phénomène
Communiquer des idées et des renseignements scientifiques, et possiblement suggérer un plan d’action ayant un objectif et un auditoire précis, en développant des arguments fondés sur des faits et en employant des conventions, des représentations et un langage scientifique adéquat
Exprimer et approfondir une variété d’expériences, de perspectives et d’interprétations du monde par rapport au « lieu »
Le lieu est tout environnement, localité ou contexte avec lesquels une personne interagit pour apprendre, se créer des souvenirs, réfléchir sur l’histoire, établir un contact avec la culture et forger son identité. Le lien entre l’individu et le lieu est un concept fondamental dans l’interprétation du monde des peuples autochtones.