Problème scientifique - Synthèse des concepts scientifiques 2024 PDF

Le problème scientifique et technologique – synthèse des concepts scientifiques Titre du problème Explication du concept Un acide est un produit qui libère des ions hydronium en milieu aqueux(dans l’eau), la base est une substance qui...

Le problème scientifique et technologique – synthèse des concepts scientifiques Titre du problème Explication du concept Un acide est un produit qui libère des ions hydronium en milieu aqueux(dans l’eau), la base est une substance qui libère des ions hydroxyde en solution aqueuse. L’acide réagit avec la base pour former de l'eau et des sels. Par exemple, le vinaigre (acide) réagit avec les carbonates (bicarbonate de soude) pour former un sel (acétate de sodium), de l'eau et du dioxyde de carbone. Avec quoi le vinaigre réagit-il ? L’acide peut aussi attaquer les métaux (sauf l’argent, l’or et le cuivre). Les produits de cette réaction sont le gaz hydrogène et un sel métallique. Le pH d’un acide est inférieur à 7 celui d’une base est supérieur à 7 La réfraction est une déviation des rayons de lumière. Elle se produit lorsque les rayons de lumière changent de vitesse en passant d’un milieu à un autre (image ci- contre). Peut-on agrandir un texte ou une Lorsque les rayons de lumière passent à travers des surfaces planes, comme dans illustration sans utiliser de loupe ou l’expérience de placer un texte en dessous d’un verre qui est rempli d’eau, le texte de microscope ? n’est pas plus gros, mais il paraît plus proche de nous. Lorsque les rayons de lumière traversent des surfaces qui sont courbes, l'objet observer va paraître plus gros. La surface courbe va former une lentille convexe (convergente) Un œuf possède un axe de symétrie qui est représenté par l’équateur dans l’image ci-dessous. Cette symétrie permet aux forces qui sont exercées sur chacun des pôles de s’annuler au niveau de l’équateur. De plus, il est important de Des coquilles d’œufs peuvent-elles souligner qu’une demi coquille d'œuf forme un dôme. Cette forme lui permet de résister à de grandes forces. Les forces résister à des forces importantes ? se répartissent partout sur la surface au lieu de s’exercer sur un point précis. Attention! Les côtés plats d’un œuf résistent à de moins grandes forces (la forme de dôme étant absente). 1  “Un fossile est la trace d'un organisme (coquille, os, dent, feuille, graine, organisme entier, etc.) qui a vécu dans une période géologique passée. Cette trace est généralement préservée dans des roches sédimentaires.” Allo Prof On observe 4 types de formation de fossiles: Piégés: L’organisme entier est conservé dans une matière précédemment liquide, qui a durci au fil des années grâce à des conditions particulières (ex: dans l’ambre ou dans la glace). Moulés: L’organisme s’est complètement décomposé. Le fossile est constitué de sédiments ayant été déformés par l’organisme d’origine. Comment peut-on représenter la Pétrifiés: Les structures dures de l’organisme ont été minéralisées, se sont durcies et conservent donc leur forme formation d'un fossile ? d’origine. Les traces fossilisées = ce sont les empreintes 2  Les muscles de l’iris modifient la taille du trou de la pupille afin de filtrer la quantité de lumière nécessaire pour permettre la vue. Lorsque la luminosité est élevée, les muscles se contractent et la pupille rétrécie afin de réduire la lumière qui pénètre. Lorsque la Pourquoi la pupille de l'œil s'agrandit- luminosité est faible, les muscles dilatateurs se elle et se rétrécit-elle ? contractent ce qui permet à la pupille de s’agrandir et de laisser entrer plus de lumière. Le temps de réaction est une information qui arrive au cerveau à partir de nos cinq sens (la vue, l'ouïe, le toucher, le goût et l’odorat). Ce dernier doit prendre très vite une décision et ordonne, par exemple, au muscle du bras de s’allonger pour attraper un ballon. L’information arrive à notre cerveau par l’influx nerveux. Le trajet de l’influx nerveux est le suivant : à partir du cerveau, l’information se dirige vers le tronc cérébral, la moelle épinière, le nerf Le temps de réaction est-il le même puis enfin le muscle. Tout ce processus ne dure qu’une seule seconde. pour tous ? Le temps de réaction correspond donc au temps de traitement d’une information par le cerveau avant d’agir. Il n’est pas le même pour tous. Pour une même personne il peut varier la complexité du stimulus, la familiarité la préparation, l'état physique et mental, le sens stimulé. Au contraire des actes volontaires, il existe aussi les réflexes (plus rapide puisque qu’il s’agit d’acte involontaire). Avantages des réflexes : nous protéger et éviter les blessures. Le cerveau n’intervient pas dans le cas d’un réflexe. En ayant 2 yeux, on perçoit bien la profondeur du champ de vision. Chaque œil voit les choses selon un angle différent (question de perspective). La luminosité, la position et la comparaison avec des objets connus sont également des facteurs qui ont une Pourquoi a-t-on besoin de deux yeux influence sur la perception des distances et de la profondeur du champ de vision. pour voir ? La vision stéréoscopique, c’est le fait que notre cerveau produit une figure 3D, en combinant les images des deux yeux. C’est à cause de l’écart qui sépare nos deux yeux qu’ils observent un objet, ils vont capter la même image, mais avec un angle légèrement différent. 3  Les étapes de transmission : 1. Le cerveau reçoit les deux images transmises par les deux yeux. 2. Le cerveau analyse automatiquement ces deux images. 3. Il extrait une image unique pour laquelle il aura déduit une profondeur et une distance avec l’objet. On obtient une vision dites binoculaire ou stéréoscopique. La pomme est protégée par son enveloppe. Lorsqu’on mord dans une pomme ou qu’on la coupe, on endommage ses cellules. Cela a pour effet de mettre en contact des enzymes spécifiques qui accélèrent son brunissement. Le brunissement est une réaction d’oxydation. Le brunissement d’une pomme est une réaction d’oxydation. L’un des réactif est le dioxygène. La réaction est accélérée Peut-on empêcher des morceaux de par une enzyme spécifique qui se trouve dans la pomme. pommes de brunir ? Le sel, le sucre, le jus de citron et le vinaigre : bloquent l'enzyme qui accélère la réaction avec l'oxygène. Donc, empêchent le brunissement des pommes. L'eau, le sac de plastique, le yaourt et le sirop : réduisent le contact avec l'oxygène. Donc, réduisent le brunissement des pommes. L’anatomie des insectes est très différente de celle des animaux qui possèdent un squelette osseux. Tous les insectes ont six pattes et un corps segmenté divisé en trois parties : Peut-on fabriquer le modèle d'un insecte d'un aspect réaliste ? - La tête formée de six segments fusionnés dont une paire d’yeux et des antennes - Le thorax formé de trois segments dont trois paires de pattes et chez plusieurs insectes une ou deux paires d’ailes - L’abdomen possède un nombre variable de segments dont l'appareil digestif et l’organe reproducteur. 4  On peut faire tenir debout une figurine au corps mou en s’inspirant des êtres vivants qui nous entourent Les endosquelettes (ou squelettes internes), presque toujours osseux, comme ceux de l’être humain, des mammifères et de plusieurs autres vertébrés. Peut-on faire tenir debout une figurine Les exosquelettes (ou squelettes externes) comme ceux des insectes. au corps mou? Les squelettes hydrostatiques (des cavités remplies de liquide), comme ceux des vers. Certains animaux aquatiques, n’ont pas de squelette et sont simplement soutenues par l’eau Le squelette joue des rôles de manipulation, de locomotion et de protection des organes Oui en changeant sa forme, en le posant sur un objet qui flotte ou en modifiant la densité du liquide. Le principe d'Archimède : Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée verticale vers le haut égale au poids Peut-on faire flotter un objet qui du volume de liquide déplacé. normalement coule ? L’objet flotte si : Poids de l’objet < poussée L’objet reste entre deux eaux si : Poids de l’objet = poussée L’objet coule si : Poids de l’objet > poussée A= position d’équilibre Parcours A- A’’- A - A’ – A = oscillation Peut-on faire varier la période d'oscillation d'un pendule ? https://www.histoirdefrance.fr/ La période est la durée d’une oscillation encyclopedie/sciences_physiqu es/images/pendule2.jpg L’amplitude est la position A’ ou A’’ par rapport à A. 5  La période d’un pendule dépend de la longueur du fil. Un dessin animé, tout comme un film, résulte de la succession rapide d’images en 2D légèrement différentes les unes des autres, ce qui crée une illusion de mouvement. Le dessin animé représente une séquence de dessins fixes successifs. Ceux-ci apparaîtront en mouvement avec une cadence aussi basse que dix images par secondes et même parfois moins. La cadence (vitesse de défilement des images) des Peut-on produire ses propres dessins animations de nos jours est de 24 images par seconde. Elle doit être assez rapide pour donner l'impression de mouvement. animés ? La pression atmosphérique s’exerce dans tous les sens. Quand on retourne un verre contenant de l’eau et recouvert d’un carton, l’eau ne tombe pas car le carton est maintenu par la pression atmosphérique qui s’exerce de bas en haut. En fait, la Peut-on retourner un verre contenant pression atmosphérique est plus élevée que la pression de l’eau sur le carton. de l'eau sans que l'eau ne tombe ? Dans le tube de Torricelli, une hauteur de 76cm de mercure équilibre la pression atmosphérique ; il faut une hauteur de 10m d’eau pour équilibrer la pression atmosphérique. L’aiguille d’une boussole est un petit aimant qui va s’aligner avec les pôles magnétiques de la Terre. Une boussole peut être constituée de n’importe quel dispositif utilisant une aiguille magnétisée tournant librement sur un pivot, afin qu’elle Peut-on fabriquer une boussole ? puisse indiquer la direction du pôle Nord magnétique de la Terre. Les boussoles s’orientent le long des lignes de champ géomagnétique de la Terre Une feuille de papier peut-elle En donnant à la feuille une forme à base triangulaire ou cylindrique. Dans ces formes géométriques la force se répartit sur supporter un poids important ? les surfaces et permet à la feuille de maintenir un poids. 6  Concept scientifique - Le principe d’action-réaction : Toute force qui s’exerce dans une direction, appelée Comment peut-on montrer que toute action, engendre une force identique dans la direction action est accompagnée d’une opposée, appelée réaction. réaction ? L’effet Tyndall, repose sur le principe que la lumière, « invisible » à notre œil, soit diffusée en entrant en contact avec des particules en Peut-on rendre un rayon de lumière suspension dans un milieu. Selon la dimension de visible ? ces particules et/ou leur « quantité », l’effet Tyndall est observable. La viscosité est la résistance d’un liquide à l’écoulement. Un objet tombe-t-il à la même vitesse dans tous les liquides ? La vitesse de chute d’un objet diminue quand la viscosité d’un liquide augmente. Pourquoi un objet semble-t-il moins Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de ce liquide une force ascendante égale au poids du liquide déplacée. lourd dans un liquide ? Cette force est la poussée d’Archimède. 7  Le corps subit en même temps la force gravitationnelle qui est descendante. Le corps flotte, coule ou se trouve entre les https://tpe-flottabilite-1s3-mdv-63.webself.net/file/si916641/31- deux eaux selon la force prédominante. fi14434531x580.jpg Le concept de caisse de résonance joue un rôle important quant à l’amplification des sons. En effet, une boîte ou un contenant devient une caisse de résonance qui agit comme un amplificateur de son. Il y a plus de matière qui vibre lorsque la bande élastique et la caisse de résonance vibrent en même temps, et l’amplitude des ondes sonores produites Peut-on amplifier le son produit par la est plus grande. On peut d’ailleurs faire un parallèle avec les instruments de musique où la caisse de résonance est en fait vibration d’une bande élastique ? la partie d'un instrument qui a pour rôle de recevoir et d'amplifier la vibration produite par la ou les corde(s), ou par la membrane. Le timbre, l'intensité et la durée du son obtenu dépendent du volume, de la forme et de la matière de la caisse de résonance. Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle des corps (les réactifs de la réaction) réagissent ensemble pour former de nouveaux corps (les produits de la réaction). Peut-on modifier la vitesse d’une On peut augmenter la vitesse d’une réaction en : réaction ? - Augmentant la surface de contact des réactifs (exp. réduire les solides en poudre). - Augmentant la température. - Augmentant la quantité des réactifs (exp. prendre des solutions plus concentrées). 8