programme

Mot de Madame la Ministre de l'Education Nationale L’école est le lieu où se forgent les valeurs humaines indispensables pour le développement harmonieux d’une nation. Elle doit être en effet le cadre privilégié où se cultivent la recherche de la vérité, la rigueur intellectuelle, le respect de soi, d’autrui et de la nation, l’amour pour la nation, l’esprit de solidarité, le sens de l’initiative, de la créativité et de la responsabilité. La réalisation d’une telle entreprise exige la mise à contribution de tous les facteurs, tant matériels qu’humains. C’est pourquoi, soucieux de garantir la qualité et l’équité de notre enseignement, le Ministère de l’Education Nationale s’est toujours préoccupé de doter l’école d’outils performants et adaptés au niveau de compréhension des différents utilisateurs. Les programmes éducatifs et leurs guides d’exécution que le Ministère de l’Education Nationale a le bonheur de mettre aujourd’hui à la disposition de l’enseignement de base est le fruit d’un travail de longue haleine, au cours duquel différentes contributions ont été mises à profit en vue de sa réalisation. Ils présentent une entrée dans les apprentissages par les situations en vue de développer des compétences chez l’apprenant en lui offrant la possibilité de construire le sens de ce qu’il apprend. Nous présentons nos remerciements à tous ceux qui ont apporté leur appui matériel et financier pour la réalisation de ce programme. Nous remercions spécialement Monsieur Philippe JONNAERT, Professeur titulaire de la Chaire UNESCO en Développement Curriculaire de l’Université du Québec à Montréal qui nous a accompagnés dans le recadrage de nos programmes éducatifs. Nous ne saurions oublier tous les Experts nationaux venus de différents horizons et qui se sont acquittés de leur tâche avec compétence et dévouement. A tous, nous réitérons la reconnaissance du Ministère de l’Education Nationale. Nous terminons en souhaitant que tous les milieux éducatifs fassent une utilisation rationnelle de ces programmes éducatifs pour l’amélioration de la qualité de notre enseignement afin de faire de notre pays, la Côte d’Ivoire un pays émergent à l’horizon 2020, selon la vision du Chef de l’Etat, SEM Alassane OUATTARA. Merci à tous et vive l’Ecole Ivoirienne !

1

Mis en forme : Gauche

LISTE DES SIGLES 1er CYCLE DU SECONDAIRE GENERAL

A.P :

Arts Plastiques

A.P.C :

Approche Pédagogique par les Compétences

A.P.F.C :

Antenne de la Pédagogique et de la Formation Continue

ALL :

Allemand

Angl :

Anglais

C.M. :

Collège Moderne

C.N.F.P.M.D : Centre National de Formation et de Production du Matériel Didactique C.N.M.S :

Centre National des Matériels Scientifiques

C.N.R.E :

Centre National des Ressources Educatives

C.O.C :

Cadre d’Orientation Curriculaire

D.D.E.N :

Direction Départementale de l’Education Nationale

D.R.E.N :

Direction Régionale de l’Education Nationale

DPFC :

Direction de la Pédagogie et de la Formation Continue

E.D.H.C :

Education aux Droits de l’Homme et à la Citoyenneté

E.P.S :

Education Physique et Sportive

ESPA :

Espagnol

Fr :

Français

Hist- Géo :

Histoire et Géographie

I.G.E.N :

Inspection Générale de l’Education Nationale

L.M. :

Lycée Moderne

L.MUN. :

Lycée Municipal

M.E.N : Ministère de l’Education Nationale Math :

Mathématiques

P.P.O :

Pédagogie Par les Objectifs

S.V.T :

Sciences de la Vie et de la Terre

2

TABLE DES MATIERES Physique-Chimie 4ème / 3ème

N°

PAGES RUBRIQUES

1.

Mot du Ministre

1

2.

Liste des sigles

2

3.

Table des matières

3

4.

Introduction

4

5.

Profil de sortie

5

6.

Régime pédagogique

6

7.

4ème

7

8.

PHYSIQUE-CHIMIE Programme

8-13

9.

PHYSIQUE-CHIMIE Guide

14-37

10.

3ème

38

11.

PHYSIQUE-CHIMIE Programme

39-45

12.

PHYSIQUE-CHIMIE Guide

46-73

3

INTRODUCTION Dans son souci constant de mettre à la disposition des établissements scolaires des outils pédagogiques de qualité appréciable et accessibles à tous les enseignants, le Ministère de l’Education nationale vient de procéder au toilettage des Programmes d’Enseignement. Cette mise à jour a été dictée par : - La lutte contre l’échec scolaire ; -La nécessité de cadrage pour répondre efficacement aux nouvelles réalités de l’école ivoirienne ; -Le souci de garantir la qualité scientifique de notre enseignement et son intégration dans l’environnement ; -L’harmonisation des objectifs et des contenus d’enseignement sur tout le territoire national. Ces programmes éducatifs se trouvent enrichis des situations. Une situation est un ensemble de circonstances contextualisées dans lesquelles peut se retrouver une personne. Lorsque cette personne a traité avec succès la situation en mobilisant diverses ressources ou habilités, elle a développé des compétences : on dira alors qu’elle est compétente. La situation n’est donc pas une fin en soi, mais plutôt un moyen qui permet de développer des compétences ; ainsi une personne ne peut être décrétée compétente à priori. Chaque programme définit pour tous les ordres d’enseignement, le profil de sortie, le domaine disciplinaire, le régime pédagogique et il présente le corps du programme de la discipline. Le corps du programme est décliné en plusieurs éléments qui sont : * * * * *

La compétence ; Le thème ; La leçon ; Un exemple de situation ; Un tableau à deux colonnes comportant respectivement : -Les habiletés : elles correspondent aux plus petites unités cognitives attendues de l’élève au terme d’un apprentissage ; -Les contenus d’enseignement : ce sont les notions à faire acquérir aux élèves

Par ailleurs, les disciplines du programme sont regroupées en cinq domaines : -Le Domaine de langues comprenant le Français, l’Anglais, l’Espagnol et l’Allemand, -Le Domaine des sciences et technologie regroupant les Mathématiques, Physique et Chimie, les Sciences de la Vie et de la Terre, Technologie et les TIC. -Le Domaine de l’univers social concernant l’Histoire et la Géographie, l’Education aux Droits de l’Homme et à la Citoyenneté et la Philosophie, -Le Domaine des arts comportant les Arts Plastiques et l’Education Musicale -Le Domaine du développement éducatif, physique et sportif prenant en compte l’Education Physique et Sportive. Toutes ces disciplines concourent à la réalisation d’un seul objectif final, celui de la formation intégrale de la personnalité de l’enfant. Toute idée de cloisonner les disciplines doit, de ce fait, être abandonnée. L’exploitation optimale des programmes recadrés nécessite le recours à une pédagogie fondée sur la participation active de l’élève, le passage du rôle de l’enseignant, de celui de dispensateur des connaissances vers celui d’accompagnateur de l’élève.

4

I- LE PROFIL DE SORTIE A la fin du premier cycle de l’enseignement secondaire, l’apprenant(e) doit avoir construit des connaissances et des compétences lui permettant de :  EN OPTIQUE : - expliquer la couleur des objets éclairés ; - construire l’image d’un objet à travers une lentille convergente ; - traiter des situations relatives à la correction des défauts de l’œil (myopie et hypermétropie). 

EN ELECTRICITE : - schématiser un circuit électrique ; - appliquer les lois des intensités et des tensions électriques ; - appliquer la loi d’Ohm ; - traiter des situations relatives aux caractéristiques d’une tension variable ; - traiter des situations relatives à la puissance et à l’énergie électriques.



EN MECANIQUE : - expliquer les transformations d’énergie ; - déterminer des grandeurs physiques (masse, volume, température, pression, masse volumique, poids, puissance et énergie mécaniques) ; - représenter une force ; - traiter des situations relatives à la puissance et à l’énergie mécaniques.



EN CHIMIE : - identifier la nature d’une solution à partir de son pH ; - expliquer les effets des produits des réactions chimiques sur l’environnement ; - interpréter une réaction chimique ; - traiter des situations relatives à la qualité de l’eau.

II- DESCRIPTION DU DOMAINE La Physique -Chimie appartient au domaine des sciences. Ce domaine regroupe trois disciplines qui sont :  Les Mathématiques ;  La Physique-Chimie ;  Les Sciences de la Vie et de la Terre. Les disciplines du domaine des sciences permettent à l’apprenant(e) d’acquérir une culture scientifique afin de comprendre son environnement et de s’adapter à l’évolution de la société. La physique est étymologiquement la science de la nature. Elle décrit à la fois de façon quantitative et conceptuelle les composants fondamentaux de l’univers, les forces qui s'y exercent et leurs effets. Quant à la Chimie, elle a pour objet la connaissance des corps, leurs propriétés, leur action moléculaire les uns sur les autres et les transformations qui en résultent. La physique et la Chimie développent des théories en utilisant l’outil des mathématiques pour décrire et prévoir l'évolution de systèmes. En outre, la maîtrise des disciplines du domaine des sciences amènent l’apprenant/ l’apprenante à adopter un comportement responsable pour préserver l’environnement et améliorer son cade de vie.

5

III)- REGIME PEDAGOGIQUE En Côte d’Ivoire, nous prévoyons 32 semaines de cours pendant l’année scolaire. Discipline PHYSIQUE CHIMIE 3ème

PHYSIQUE CHIMIE 4ème

Nombre d’heures/semaine

Nombre d’heures/année

Pourcentage par rapport à l’ensemble des disciplines

2H

64

7%

1H30

48

7%

6

QUATRIEME

7

PROGRAMME b

8

 COMPETENCE 1 : Traiter une situation en s’appuyant sur des données en optique.



EXEMPLE DE SITUATION Un après-midi à Niakaramadougou, les élèves observent que le soleil s’est présenté subitement sous la forme d’un anneau pendant un certain temps. Ils distinguaient à peine certains objets. Ils veulent comprendre ce phénomène



THEME 1: La propagation de la lumière

Leçon 1 : Les sources de lumière (1 séance) HABILETES Définir Connaître

CONTENUS ▪ les différentes sources de lumière : - source primaire de lumière (naturelle et artificielle) - source secondaire de lumière ▪ quelques sources primaires de lumière ▪ quelques sources secondaires de lumière

Leçon 2 : Les récepteurs de lumière (1 séance) HABILETES Définir Connaître

Expliquer

CONTENUS ▪ un récepteur de lumière ▪ quelques récepteurs de lumière : - récepteurs naturels (l’œil, la chlorophylle, la peau) - récepteurs photochimiques (chlorure d’argent, pellicule photographique) - récepteurs photoélectriques (photorésistance, photopiles, piles solaires) ▪ le fonctionnement de quelques récepteurs de lumière : - le chlorure d’argent - la photorésistance (LDR)

Leçon 3 : Propagation de la lumière (1 séance) HABILETES Montrer Définir Représenter Connaître

CONTENUS ▪ la propagation rectiligne de la lumière dans un milieu homogène et transparent ▪ un milieu homogène et transparent ▪ un faisceau lumineux ▪ un rayon lumineux ▪ un faisceau lumineux ▪ un rayon lumineux ▪ la vitesse de propagation de la lumière dans le vide ▪ l’unité de vitesse

9

Leçon 4 : Les phases de la lune et les éclipses (2 séances) HABILETES Représenter Connaître Représenter Représenter

CONTENUS ▪ une ombre propre ▪ une ombre portée ▪ la pénombre ▪ la zone d’ombre ▪ les phases de la lune ▪ les phases de la lune ▪ une éclipse solaire ▪ une éclipse lunaire

Leçon 5 : Analyse et synthèse de la lumière blanche (2 séances) HABILETES Réaliser Connaître Expliquer Réaliser Connaître Expliquer

CONTENUS ▪ l’analyse de la lumière blanche : - avec un verre d’eau - avec un autre dispositif (prisme, réseau, C.D) ▪ les différentes couleurs qui composent la lumière blanche ▪ les couleurs de l'arc-en-ciel ▪ la formation de l'arc-en-ciel ▪ la synthèse de la lumière blanche : - avec le disque de Newton - avec les trois couleurs primaires (vert, rouge et bleu) ▪ le rôle d’un filtre ▪ la couleur prise par les objets éclairés

 COMPETENCE 2 : Traiter une situation se rapportant aux courants et tensions alternatifs



EXEMPLE DE SITUATION La Compagnie Ivoirienne d’Electricité produit à partir du barrage hydro- électrique d’Ayamé1 un courant alternatif de très haute tension (de l’ordre de 90kV). Cette tension est par la suite abaissée à 220V pour un usage domestique. Les apprenant(e)s veulent comprendre comment ce courant est produit et quels sont les dangers liés à son utilisation.



THEME : Les tensions variables

Leçon 6 : Production d’une tension alternative (1 séance) HABILETES Décrire Produire

Connaître Distinguer Visualiser

CONTENUS ▪ un aimant ▪ une bobine ▪ une tension alternative à partir : - d'un aimant et d'une bobine - d'une génératrice de bicyclette ▪ la nature de la tension produite par : - un aimant et une bobine - une génératrice de bicyclette ▪ le principe de production d’une tension alternative ▪ une tension continue d’une tension alternative ▪ une tension continue à l’oscilloscope ▪ une tension alternative à l’oscilloscope

10

Leçon 7 : Tension alternative sinusoïdale (1 séance) HABILETES Visualiser Connaître Déterminer Mesurer Appliquer

CONTENUS ▪ une tension alternative sinusoïdale à l’oscilloscope ▪ les caractéristiques d’une tension alternative sinusoïdale : - période - fréquence - tension maximale  tension efficace les unités de ces grandeurs ▪ les caractéristiques d’une tension alternative sinusoïdale ▪ une tension efficace avec un voltmètre ▪ les relations: -N= Um - Ueff = 1,41

Leçon 8 : Les dangers du courant du secteur (2 séances) HABILETES Définir Identifier

Connaître

Appliquer

CONTENUS ▪ le courant du secteur ▪ les bornes d’une prise de courant (phase, neutre, prise de terre) ▪ les caractéristiques du courant de secteur (U = 220 V ; N = 50 Hz) ▪ les dangers du courant du secteur : - secousses (électrisation) - brûlures - tétanisation - électrocution - court-circuit ▪ les dispositifs de protection - fusible - disjoncteur - stabilisateur - onduleur - prise de terre ▪ les règles de sécurité

Leçon 9 : Transformation, redressement et lissage d’une tension alternative sinusoïdale (3 séances) HABILETES Connaître Identifier Transformer Connaître

Redresser Lisser

CONTENUS ▪ le symbole d’un générateur de tension alternative ▪ le symbole d’un transformateur ▪ les différentes parties d'un transformateur (primaire, secondaire et noyau) ▪ les différents types de transformateur (élévateur et abaisseur de tension) ▪ le circuit primaire et le circuit secondaire d’un transformateur ▪ une tension alternative sinusoïdale ▪ le symbole : - d’une diode - d’un pont de diodes - d’un condensateur ▪ le rôle d’une diode ▪ une tension alternative sinusoïdale : - en simple alternance - en double alternance ▪ une tension redressée avec un condensateur

11

 COMPETENCE 3 : Traiter une situation relative aux ions en solution aqueuse EXEMPLE DE SITUATION Un médecin conseille à un malade de boire de l’eau minérale pendant sa période de convalescence. Sur la bouteille d’eau minérale sont indiquées les formules de quelques ions et leur teneur. Les apprenant(e)s veulent comprendre l’intérêt de ces indications et identifier ces ions dans une solution.

THEME 3: Les éléments chimiques Leçon 10 : Tests d’identification de quelques ions HABILETES Définir Connaître Identifier

CONTENUS ▪ une solution aqueuse ▪ un ion ▪ les noms et les formules de quelques ions ▪ quelques ions dans une solution aqueuse : - cations (Cu2+, Fe2+, Fe3+, Zn2+) - anions (Cl-, SO42-)

Leçon 11 : Transformations des métaux en ion et inversement (2 séances) HABILETES Réaliser Interpréter Réaliser Interpréter Distinguer

CONTENUS ▪ la transformation du cuivre en ion cuivre II et inversement par voie chimique ▪ la transformation du cuivre en ion cuivre II et inversement par voie chimique ▪ la transformation du cuivre en ion cuivre II et inversement par voie électrochimique ▪ la transformation du cuivre en ion cuivre II et inversement par voie électrochimique ▪ une transformation chimique d’une transformation électrochimique

 COMPETENCE 4 : Traiter une situation relative à la qualité de l’eau dans l’environnement EXEMPLE DE SITUATION L’eau de la station de la SODECI de la ville d’Adzopé, provient d’un lac situé non loin de cette dernière. Ce lac reçoit des eaux de ruissèlement. L’eau de robinet est pourtant consommée sans aucun risque part la population. Les élèves veulent comprendre comment la SODECI procède-t-elle pour rendre cette eau potable. THEME 4: L’eau dans la nature Leçon 12 : Traitement de l’eau (2 séances) HABILETES

Expliquer

Interpréter Identifier Expliquer

CONTENUS ▪ les différentes étapes de traitement physico-chimique de l’eau: - préoxydation - coagulation - floculation - décantation - filtration - stérilisation ou désinfection - neutralisation ▪ le traitement biologique de l’eau ▪ une étiquette d'eau minérale ▪ quelques ions dans l’eau potable (Cl-, SO42-, Ca2+) ▪ une facture d’eau

12

Leçon 13 : Qualité de l’eau (1séance) HABILETES

Connaître

CONTENUS ▪ quelques paramètres de qualité de l’eau : - paramètres organoleptiques - paramètres physico-chimiques - substances toxiques ▪ quelques substances toxiques et indésirables contenues dans l’eau ▪ quelques indicateurs polluants de l’eau ▪ les critères de potabilité d’une eau (norme OMS) ▪ les éléments responsables de la dureté d’une eau

13

GUIDE D’EXECUTION QUATRIEME

14

II. EXEMPLE DE PROGRESSION ANNUELLE. La progression s’étend sur trente deux (32) semaines Mois

Semaines

Septembre

1



Sources de lumière

1

2



Récepteurs de lumière

1

3



Propagation de la lumière

1



Les phases de la lune et les éclipses

2



Analyse et synthèse de la lumière

Octobre

Thèmes

4

La

5

propagation

6

de la lumière

Titres des leçons

7 Novembre

Décembre

blanche Séance de régulation

1

9

Evaluation

1

10

Remédiation

1

13

Février

14 15 16 17 18

22 23 24

Avril

Les tensions variables

Les éléments

1 1



Les dangers du courant du secteur

2



Transformation, redressement et lissage d’une tension alternative sinusoïdale

3

Séance de régulation

1

Evaluation Remédiation

1 1



Tests d’identification de quelques ions



Transformations des métaux en ions et inversement Séance de régulation

1 2 1

25

Evaluation

1

26

Remédiation

1

28

Juin

Production d’une tension alternative La tension alternative sinusoïdale

chimiques

27

Mai

 

19 20 21

Mars

2

8

11 12 Janvier

Séances

29 30

L’eau dans



Traitement de l’eau

2



Qualité de l’eau

1


1

31

Evaluation

1

32

Remédiation

1

la nature

15

PROPOSITIONS D’ACTIVITES, SUGGESTIONS PEDAGOGIQUES ET MOYENS Leçon 1 : Les sources de lumière (1 séance) Exemple de situation La lampe produit sa propre lumière comme le soleil. Cette affirmation est-elle correcte ? Contenus ▪ Les différentes sources de lumière : - sources primaires de lumière (naturelle et artificielle) - sources secondaires de lumière

Consignes pour conduire les activités     

  ▪ Quelques sources primaires de lumière ▪ Quelques sources secondaires de lumière



Faire faire des recherches au préalable sur les sources de lumière. Faire présenter les résultats des recherches des apprenants(es). Amener les apprenants(es) à donner une définition de la source de lumière. Amener les apprenants(es) à identifier une source primaire de lumière. Amener les apprenants(es) à distinguer une source primaire naturelle d’une source primaire artificielle de lumière. Amener les apprenants(es) à identifier une source secondaire de lumière. Amener les apprenants(es) à citer quelques sources primaires de lumière. Amener les apprenants(es) à citer quelques sources secondaires de lumière.

16

Techniques pédagogiques

Moyens et supports didactiques Internet Bibliothèques Revues scientifiques Lampe torche

- Enquêtes découvertes (groupe) - Observation (groupe)

Bougie Objets éclairés

Leçon 2 : Les récepteurs de lumière (1 séance) Situation Une planche recouvre une partie du gazon pendant quelques jours. Après le retrait de la planche, on constate que la zone recouverte a jauni. Que s’est-il passé ?

Contenus

Consignes pour conduire les activités 

▪ Récepteur de lumière





Demander aux apprenants(es) de cacher une partie du gazon de la cour de l’école pendant une semaine avant la leçon. Faire observer la partie cachée du gazon de la cour de l’école aux apprenants(es). Amener les apprenants(es) à définir un récepteur de lumière (on définira un récepteur de lumière comme étant un corps sensible à la lumière). Amener les apprenants(es) à citer quelques récepteurs de lumière (la pile solaire, la peau, la rétine de l'œil, la chlorophylle, ….).

▪ Quelques récepteurs de lumière : . récepteurs naturels (l’œil, la chlorophylle, la peau) . récepteurs photochimiques (chlorure d’argent, pellicule photographique) . récepteurs photoélectriques (photorésistance, photopiles, piles solaires)



▪ Le fonctionnement de quelques récepteurs de lumière : - le chlorure d’argent - la photorésistance (LDR)



Faire réaliser l’expérience montrant l’action de la lumière sur le chlorure d’argent (on fera le lien avec la pellicule photographique).



Faire réaliser un montage électrique comportant une



Faire identifier les récepteurs naturels, les récepteurs photochimiques et les récepteurs photoélectriques

17


Moyens et supports didactiques Internet

Enquêtes découvertes (groupe)

Bibliothèques Revues scientifiques

Observation

Eau salée Nitrate d’argent Tube à essais L.D.R. D.E.L ou Buzzer Calculatrice avec pile solaire Piles Lampes Fils de connexion Films photographiques

Questionnement

photorésistance (L.D.R.) et une lampe (on fera remarquer l'état de la lampe lorsque la LDR est à la lumière et à l'obscurité).

18

Exemple de situation Comment se propage la lumière entre la source et le récepteur ?

Contenus ▪ Propagation rectiligne de la lumière dans un milieu homogène et transparent

Consignes pour conduire les activités      

Faire observer la flamme d’une bougie avec une chambre noire. Faire représenter l’image d’une flamme de bougie obtenue avec la chambre noire. Faire décrire l’image obtenue et la comparer à l’objet. Faire identifier le chemin de la lumière. Faire mentionner le sens de propagation des rayons lumineux sur les tracés.

▪ Milieu homogène et transparent



Donner des exemples de milieux homogènes.

▪ Faisceau lumineux



Faire répandre de la poudre de craie sur la trajectoire de la lumière émise par le projecteur de diapositives ou une lampe torche. Faire schématiser un faisceau lumineux. Faire éclairer les dents d’un peigne arrêté sur une feuille blanche à l’aide d’une lampe torche. Faire schématiser un rayon lumineux. (On définira un rayon lumineux comme étant une ligne droite utilisée pour représenter la marche de la lumière. La flèche indique le sens de propagation de la lumière).

▪ Rayon lumineux   

▪ Vitesse de propagation de la lumière dans le vide



Donner la vitesse de lumière dans le vide (C = 3.108 m.s-1).

19


- Observation (groupe)

Moyens et supports didactiques Bougies Règles Crayons Chambres noires Projecteur de diapositive

- Expérimentation (groupe/professeur)

Questionnement - Expérimentation (groupe/professeur

- Schématisation

Lampe torche  Peigne  Torche  Feuille blanche

Leçon 4 : Les phases de la lune et les éclipses (2 séances) Exemple de situation La forme de la Lune varie au cours du temps lorsqu’elle apparaît dans le ciel. Explique ces différentes variations de forme. Contenus ▪ Ombre propre


▪ Ombre portée ▪ Pénombre ▪ Zone d’ombre

 





 ▪ Phases de la lune

  ▪ Eclipse solaire ▪ Eclipse lunaire 


Faire observer sur un écran, les ombres d’une sphère éclairée par un projecteur de diapositives ou par une lampe torche. Faire identifier l’ombre propre, l’ombre portée, la zone d’ombre. Faire rapprocher la sphère de la source lumineuse et observer la pénombre sur l’écran. Faire représenter ces situations par le tracé de rayons lumineux.

- Observation

Faire représenter préalablement sur un mois les différentes phases de la lune vues dans le ciel avec les dates. Faire observer la boule éclairée à partir de huit positions différentes opposées deux à deux autour de la sphère (représenter seulement la partie éclairée par la source de lumière ; l’œil de l’observateur doit être au même niveau que la sphère) Donner les noms des différentes phases de la lune. Faire observer les deux types d’éclipses à l’aide de la source lumineuse, de la sphère et une petite boule ou balle de tennis ou de ping-pong. Faire représenter les deux types d’éclipses, chacune après la simulation.

- Schématisation

20

Moyens et supports didactiques Projecteur de diapositives Lampe torche

- Expérimentation (groupe/professeur)

Balle de ping-pong Ecran Panneau de mouvements de la Terre et de la Lune CD sur les mouvements relatifs Terre-Lune -Soleil

- Schématisation

Balle de hand-ball Balle de ping-pong Diaphragme Porte folio sur les éclipses

- Observation

- Questionnement 

- Observation

- Schématisation



Leçon 5 : Analyse et synthèse de la lumière blanche (2 séances) Exemple de situation Par un temps ensoleillé survient une fine pluie. Il apparaît un arc - en - ciel. Explique le phénomène. Contenus ▪ Analyse de la lumière blanche : - avec un verre d’eau - avec un autre dispositif (prisme, réseau, C.D)


Faire rechercher au préalable des informations sur l’arc-en-ciel (le moment de son apparition, son origine, les différentes couleurs qui le composent).

Techniques pédagogiques Enquêtes découvertes (groupe)



▪ la formation de l'arc-en-ciel

Faire comparer dans chaque cas les couleurs obtenues avec celles de l’arc-en-ciel.



Expliquer la formation de l’arc-enciel

▪ Synthèse de la lumière blanche : - avec le disque de Newton - avec les trois couleurs primaires (vert, rouge et bleu)



▪ Le rôle d’un filtre

 

Faire réaliser au préalable un disque de Newton (avec des couleurs non appuyées). Faire réaliser la synthèse de la lumière blanche en utilisant le disque et le moteur électrique. Réaliser la synthèse avec les trois filtres. Expliquer le rôle d’un filtre. Expliquer la couleur des objets dans l’environnement des apprenants(es) par le pouvoir d’absorption et de diffusion).

▪ La couleur prise par les objets éclairés

 

21

Lampe torche

Feuille blanche Prisme Réseau Expérimentation (groupe/professeur)

Disque de Newton Moteur électrique

NB : Le professeur fera réaliser l’expérience du verre d’eau et une deuxième expérience au choix. ▪ Les couleurs de l'arc-en-ciel

Verre à boire

De l’eau



Faire réaliser la décomposition de la lumière blanche par un verre d’eau sur une feuille blanche.  Faire réaliser la décomposition de la lumière blanche par un prisme  Faire observer la décomposition de la lumière blanche par : . un réseau ; . C.D ; . une règle en plexiglas.

Moyens et supports didactiques

Filtres Dispositif se synthèse de couleurs Questionnement

Expérimentation (groupe/professeur)

Projecteur de diapositives

Leçon 6 : Production d’une tension alternative (1 séance) Exemple de situation Les phares d’une bicyclette qui roule éclairent grâce à la génératrice. Explique le phénomène observé. Contenus


▪ Aimant et bobine

  

▪ Tension alternative produite à partir : - d'un aimant et d'une bobine; - d'une génératrice de bicyclette.







 ▪ Nature de la tension produite par : - un aimant et une bobine - une génératrice de bicyclette.



Faire récupérer des aimants et des bobines par les apprenants(es) auprès des réparateurs d’appareils électriques (TV, ventilateur). Montrer les interactions entre aimants. Faire identifier les pôles d’un aimant. Présenter une bobine. Faire rechercher les différents centres de production d’énergie électrique en Côte d’Ivoire ainsi que leur situation géographique. Faire tourner un aimant devant une bobine et observer le résultat avec un galvanomètre ou avec une LED tête- bêche. Reprendre l’expérience précédente avec une génératrice de bicyclette. Montrer le caractère alternatif de la tension produite (on fera observer la circulation du courant alternatif dans un circuit électrique contenant un GTBF et une LED têtebêche). Organiser des visites d’étude sur les barrages hydroélectriques ou des centrales thermiques.

22


Enquêtes découvertes

Moyens et supports didactiques Aimants droits Bobine Galvanomètre


Génératrice de bicyclette Fils de connexion LED tête bêche


GTBF Chronomètre Lampe + support Diodes


Fils de connexion Pile Oscilloscope

Expérimentation (groupe /professeur)

Enquêtes découvertes (Groupe)

▪ Principe de production d’une tension alternative ▪ Tension continue et tension alternative



 

▪ Visualisation d’une tension continue et d’une tension alternative à l’oscilloscope

  



Expliquer le principe de production d’une tension alternative. Amener les élèves à distinguer une tension continue d’une tension alternative. Décrire sommairement l’oscilloscope. Faire visualiser la tension d’une pile à l’oscilloscope. Faire visualiser une tension alternative produite à partir d’un aimant et d’une bobine ou par une génératrice de bicyclette. Comparer ces deux tensions

Questionnement

Questionnement


Leçon 7: Tension alternative sinusoïdale (1 séance) Exemple de situation Sur un appareil électrique, il est inscrit : 220 V ; 50 Hz. Que représentent ces grandeurs physiques ? Comment peut – on les déterminer ?

Contenus ▪ Visualisation d’une tension alternative sinusoïdale à l’oscilloscope

Consignes pour conduire les activités


 Visualiser la tension aux bornes d’une alimentation stabilisée à l’oscilloscope.

Moyens et supports didactiques Oscilloscope GBF Fils de connexion Oscillogramme sur planche

Expérimentation (Groupe/professeur)

Oscilloscope Voltmètre Multimètre Transformateur

23

▪ Caractéristiques d’une tension alternative sinusoïdale : - période - fréquence - tension maximale - tension efficace - les unités de ces grandeurs

 Identifier les caractéristiques d’une tension alternative sinusoïdale.  Faire déterminer la valeur maximale Um de la tension alternative sinusoïdale.  Faire mesurer la valeur efficace Ueff de la tension à l'aide d'un voltmètre.  Etablir la relation entre Um et Ueff.  Faire déterminer la période T.  Donner la relation entre T et N.  Faire calculer la fréquence N.  Donner les unités des grandeurs physiques. NB: l'étude pourra être menée avec la tension du secteur mais le professeur prendra toutes les précautions utiles (utilisation d’un transformateur en abaisseur de tension) pour ne pas exposer les apprenants(es) aux risques du courant du secteur.

- Expérimentation (Groupe/professeur) - Exploitation - Questionnement

Leçon 8: Les dangers du courant du secteur (2 séances) Exemple de situation Une personne peut être électrocutée même si elle ne touche qu’une borne de la prise ou le fil de phase. Explique pourquoi et cite deux circonstances qui aggravent le risque.

Contenus


▪ Le courant du secteur



▪ Les caractéristiques du courant de secteur.



    ▪ Les bornes d’une prise de courant




Faire faire des recherches préalables sur le courant du secteur. Donner la définition du courant du secteur (on définira le courant du secteur comme étant le courant fourni par le réseau de distribution d’électricité). Mesurer la tension efficace à l’aide d’un voltmètre. Faire calculer la tension maximale à partir de la relation Um = 1.41 Ue. Faire mesurer la période. Faire calculer la fréquence. Faire identifier la phase, le neutre et la terre.

Enquêtes découvertes (Groupe) - Questionnement


Oscilloscope Fils de connexion Tourne vis testeur Planches Fil de Terre

- Expérimentation (Groupe/professeur)

Fil de phase Fil de neutre Disjoncteur Fusible Onduleur

- Expérimentation (Groupe/professeur)

24

Stabilisateur

▪ Les dangers du courant du secteur : - secousses (électrisation) - brûlures - tétanisation - électrocution - court-circuit ▪ Les dispositifs de protection : - fusible - disjoncteur - stabilisateur - onduleur - prise de terre



▪ Les règles de sécurité



Décrire les dangers du courant du secteur pour les personnes et pour les installations.



Questionnement

Décrire les dispositifs de protection des personnes et des installations contre les dangers du courant du secteur. Donner le rôle de ces dispositifs de protection. Questionnement Donner le symbole du fusible.

 

Donner les règles de sécurité. Appliquer les règles de sécurité.



Leçon 9 : Transformation, redressement et lissage d’une tension alternative sinusoïdale (3 séances) EXEMPLE DE SITUATION Le poste radio de la maison fonctionne avec six (6) piles cylindriques de 1,5 V chacune, montées en série. Il fonctionne également si on le branche sur le secteur qui délivre une tension de 220 V. Donne une explication. Contenus


▪ Symboles d’un générateur de tension alternative et d’un transformateur



▪ Les différentes parties d'un transformateur (primaire, secondaire et noyau)




Faire identifier les différentes parties d'un transformateur (primaire, secondaire et noyau). Donner le symbole d’un transformateur .

Moyens et supports didactiques Transformateur 220V-8V ou 200V-12V

Questionnement

Oscilloscope Voltmètre Diode Pont de diodes

25

▪ Les différents types de transformateur (élévateur et abaisseur de tension) ▪ Le circuit primaire et le circuit secondaire d’un transformateur ▪ Transformation d’une tension alternative sinusoïdale

▪ Le symbole : - d’une diode - d’un pont de diodes - d’un condensateur ▪ Le rôle d’une diode ▪ Redressement d’une tension alternative sinusoïdale : - simple alternance - double alternance

▪ Lissage d’une tension redressée

 Faire connaître les différents types de transformateur .  Mesurer la tension d’entrée du transformateur.  Faire mesurer la tension de sortie .  Faire comparer ces deux tensions.  Visualiser la tension à l’entrée et à la sortie du transformateur.  Comparer les caractéristiques de ces deux tensions.  Présenter une diode.  Donner le symbole d’une diode, d’un pont de diodes et d’un condensateur.  Faire réaliser un circuit simple allumage.  Faire introduire une diode, permuter ses bornes.

Condensateur Adaptateur Oscilloscope Expérimentation (Groupe/professeur)

- Questionnement - Expérimentation (Groupe/professeur)

 Réaliser le redressement simple alternance à l’aide d’une diode.  Visualiser la tension obtenue.  Réaliser le redressement double alternance à l’aide du pont de diodes.  Visualiser la tension obtenue.  Compléter le montage précédent avec un condensateur et observer son effet sur la tension redressée à l’oscilloscope.  Faire comparer la tension obtenue avec celle d’une pile.  Montrer que les adaptateurs vendus dans sont des juxtapositions de transformateurs et de redresseurs.



26

Leçon 10 : Tests d’identification de quelques ions (1 séance) Exemple de situation L’eau minérale contient des ions. Qu’est-ce qu’un ion ? Comment identifier ces ions dans une solution inconnue ?

Contenus



▪ Solutions aqueuses

 Faire vérifier la conductibilité électrique de quelques solutions aqueuse (exemple : - Expérimentation ▪ Ion l’eau salée et l’eau de (Groupe/professeur) robinet). N.B. l’eau de robinet conduit faiblement le courant électrique.  Donner la définition d’ - Questionnement une solution aqueuse ionique.  Donner la définition d’un ion. ▪ Noms et formules  Donner les formules et noms de quelques de quelques ions Questionnement ions.  Distinguer les cations des anions. ▪ Identification de  Faire caractériser les ions métalliques par la quelques ions dans couleur et par les tests une solution de précipitation par la aqueuse : soude (Cu2+, Zn2+, Fe2+, 2+ - cations (Cu , Fe3+…). Fe2+, Fe3+, Zn2+)  Faire identifier les ions Expérimentation - anions (Cl-, SO42-) chlorure Cl- et sulfate (Groupe/professeur) 2SO4 . N.B. Ces ions seront repartis entre les groupes de travail. L’addition de soude se fera goutte à goutte avec des comptes gouttes.

27

Moyens et supports didactiques Générateur de tension Lampe électrique Fils de connexion Eau salée Solutions de : - sulfate de cuivre II - Chlorure de fer II - Chlorure de fer III - sulfate de zinc - Chlorure de baryum - Nitrate d’argent Soude

Leçon 11 : Transformations des métaux en ions et inversement (2 séances) Exemple de situation Awa désire comprendre comment le bijoutier procède pour fabriquer le bracelet ‘’plaqué argent’’ qu’elle vient d’acheter. Contenus



 Faire réaliser la transformation du métal cuivre en ions cuivre II par l’action de l’acide nitrique sur le métal cuivre.  Faire le test d’identification de l’ion cuivre II ▪ Transformation du  Ecrire la transformation du cuivre en ion cuivre II métal cuivre en ion cuivre et inversement par voie II chimique. N.B. le dioxyde d’azote étant toxique, l’enseignant réalisera personnellement cette expérience et évacuera le récipient ayant servi à l’expérience en dehors de la salle. Utiliser des réactifs en quantités limitées. La coloration verte de la solution obtenue peut-être ramenée au bleue par simple dilution).

Moyens et supports didactiques Tube en U Tige en cuivre Tige en graphite Solution de sulfate de cuivre Pile ou générateur de tension continue Fils de connexion Copeaux de cuivre Acide nitrique


Verre à pied Becher Laine de fer Clous en fer

 Faire réaliser la transformation de l’ion cuivre II en métal cuivre par action du fer (paille de fer ou petits clous en fer) sur une solution de sulfate de cuivre II.  Ecrire la transformation du métal fer en ion fer II.  Ecrire la transformation de l’ion cuivre II en métal cuivre

28



Faire réaliser l’électrolyse de la ▪ Transformation du solution de sulfate de cuivre en ion cuivre II cuivre II avec anode et inversement par voie soluble. électrochimique.  Faire observer les phénomènes apparaissant au niveau des électrodes.  Faire distinguer les électrodes à partir du sens du courant imposé par le générateur ou à partir des transferts Leçon 12 : Traitement de l’eau (2 d’électrons. séances)


Exemple de situation L’eau de la station de la SODECI provient d’un lac situé non loin de la ville d’Adzopé. Ce lac reçoit des eaux de ruissellement. L’eau de robinet est pourtant consommée sans aucun risque par la population. Comment la SODECI procède-t-elle pour rendre cette eau potable? Contenus ▪ Les différentes étapes de traitement physico-chimique de l’eau: - préoxydation - coagulation - floculation - décantation - filtration - stérilisation ou désinfection - neutralisation

Consignes pour conduire les activités  Faire des recherches sur le traitement de l’eau avant la distribution pour la consommation (visite des stations de traitement des eaux de la SODECI).


Enquêtes découvertes (Groupe)

 Expliquer la nécessité de traiter l’eau destinée à la consommation pour la rendre potable.  Citer les agents de pollution de l’eau (eau de surface et eau souterraine).  Indiquer les différentes étapes de traitement physico-chimique et biologique de l'eau (pour chaque étape on indiquera les actions à mener).   Inviter, si possible, des personnes ressources pour une conférence sur le traitement des eaux.

Moyens et supports didactiques Solutions de : - nitrate d’argent - chlorure de baryum - oxalate d’ammonium ou de carbonate de sodium Eau de robinet Bouteille d’eau minérale avec étiquette Factures d’eau

Questionnement

29

▪ Le traitement biologique de l’eau

 Indiquer que le traitement biologique de l’eau consiste à l’élimination des polluants récalcitrants ou résistants dans l’eau par des batteries. N.B. : On indiquera que dans les zones rurales, on peut traiter l’eau de marigot ou de puits en laissant décanter l’eau recueillie, la filtrer et la désinfecter (la faire bouillir ou ajouter quelques gouttes d’eau de javel).

Questionnement

▪ Identification de  Effectuer quelques tests quelques ions dans l’eau d'identification des ions (Cl-, potable (Cl-, SO42-, SO42-, Ca2+) dans l'eau de Ca2+) robinet (eau potable). ▪ Etiquette d’eau minérale

▪ Facture d’eau


 Lire et interpréter une étiquette d'eau minérale. N.B. : Eviter d’évoquer la notion de concentration massique. Dire simplement que par exemple : 8,5 mg/L signifient que dans 1L, il y a 8,5 mg d’ions chlorure).

Exploitation

 Exploiter une facture d’eau.  Donner quelques règles d’hygiène. pour la préservation de l’eau potable.  Donner quelques bons comportements pour ne pas gaspiller l’eau.  N.B : l’ion sulfate étant en faible quantité dans l’eau de robinet, sa mise en évidence est souvent difficile à réaliser.

Exploitation

30

Leçon 13 : Qualité de l’eau (1 séance) Exemple de situation Quels sont les critères de potabilité de l’eau? Contenus


▪ Quelques paramètres de qualité de l’eau : - paramètres organoleptiques - paramètres physicochimiques - substances toxiques



▪ Quelques substances toxiques et indésirables contenues dans l’eau



▪ Quelques indicateurs polluants de l’eau



Donner quelques indicateurs de pollution de l’eau.

▪ Les critères de potabilité d’une eau (norme OMS)



Donner les critères de potabilité d’une eau.

▪ Les éléments responsables de la dureté d’une eau



Définir une eau dure.






Citer quelques paramètres organoleptiques. (liés à la saveur, à la couleur, à l’odeur et à la transparence de l’eau). Citer quelques paramètres physico-chimiques. Citer quelques substances toxiques contenues dans l’eau. Citer quelques substances indésirables dans l’eau.

31


Documents OMS

Questionnement

Documents SODECI

FICHE PEDAGOGIQUE Fiche synoptique pour la leçon Niveau : 4ème Thème : Propagation de la lumière Leçon : Analyse et synthèse de la lumière blanche Durée : 3h (2 séances) a) Décomposer la lumière blanche b) Connaître la composition de la lumière blanche c) Connaître les couleurs de l'arc-en-ciel. d) Expliquer la formation de l'arc-en-ciel e) Réaliser la synthèse de la lumière blanche. f) Connaître le rôle d’un filtre g) Expliquer la couleur prise par les objets éclairés. Matériel par poste de travail :

Supports didactiques

- Prisme - Verre à boire - De l’eau - Lampe torche - Projecteur de diapositives - Filtre (vert, bleu, rouge) - Dispositif de synthèse des couleurs par addition des couleurs primaires. - Ecran - Réseau - Moteur électrique - C.D. - Feuille de papier Pré-réquis : rayon lumineux, source primaire, source secondaire, récepteur de lumière. Stratégies de travail et consignes particulières

- Planche (décomposition et reconstitution de la lumière blanche) - Disque de Newton Bibliographie : - AREX 4ème ; DURANDEAU 4ème ; Gria 4ème

Vocabulaire spécifique Arc-en-ciel, prisme, réseau, analyse, spectre, lumière blanche, disque de Newton, filtre.

- Former des groupes d’élèves - Répartir le matériel par poste de travail - Vérifier les sources de lumière

32

PLAN DE LA LECON

1. Analyse de la lumière blanche 1.1 Avec un verre d’eau 1.2 Avec un réseau 2. Synthèse de la lumière blanche 2.1 Avec le disque de Newton 2.2 Avec les trois couleurs primaires (vert, rouge et bleu) 2.3 Rôle du filtre 3. Couleur des objets

33

Activités/Questions. / Professeur

Activités/Réponses/ Apprenants (es)

Activité 1 : Exploitation de la situation

Analyse et synthèse de la lumière blanche Situation

Activité 2 : Analyse de la lumière blanche avec un verre d’eau. - Placez au bord d’une table un verre rempli d’eau.

Trace écrite

Les apprenants réalisent l’expérience

En un temps ensoleillé survint une pluie. Il apparaît un arc-en-ciel. Ton ami Adou affirme que c’est une manifestation de la sorcellerie. Montre à ton ami Adou que l’arc-en-ciel est un phénomène scientifique naturel.

- Au bas de la table, sur le sol, déposez une feuille de papier.

1. Analyse de la lumière blanche 1.1 Avec un verre d’eau.

- A l’aide d’une torche, éclairez la surface de l’eau de manière rasante.

J’observe sur l’écran une succession de couleurs identiques à celles de l’arc-en-ciel

- Qu’observez-vous sur la feuille de papier ?

- Que vous rappelle cette bande de couleurs ?

Une bande colorée 1.2 Avec un réseau

Les couleurs de l’arc-en-ciel

Les apprenants (es) réalisent l’expérience Activité 3 Analyse de la lumière avec un réseau. - Observez à l’aide d’un réseau, la lumière de la lampe de la salle ou celle d’une lampe torche - Qu’observez-vous ?

J’observe sur l’écran une bande de couleurs identiques à celles de l’arcen-ciel

1.3 Conclusion L’analyse de la lumière blanche montre qu’elle est constituée d’une bande de plusieurs couleurs. Les couleurs visibles de cette bande sont : Violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange, rouge. Cette bande est appelée le spectre de la lumière blanche. Activité d’application

Une bande de

Exercice n° 1 page 20 ou

34

Observations

couleurs identiques à celle de l’arc-en-ciel

- Tirez une conclusion à partir de ces deux La lumière blanche est composée de expériences ? plusieurs couleurs

Activité 4 Synthèse de la lumière blanche à l’aide du disque de newton - Observez les couleurs sur le disque de Newton.

- Faites tourner rapidement le disque l’aide d’un moteur

- Quelle couleur prend le disque de Newton ? Activité 5 Synthèse de la lumière à partir des trois couleurs primaires - A l’aide du dispositif de synthèse des couleurs (ou de trois projecteurs de diapositives, envoyez sur un même écran, trois faisceaux de lumière rouge, bleue et verte (on utilisera pour cela des filtres). - Qu’observez- vous sur l’écran dans la zone où les trois lumières se

exercice 4 page 21 du cahier d’intégration 4ème.

2.

Synthèse de la lumière blanche 2.1 Avec le disque de Newton La surface du disque de Newton est constituée des différentes couleurs du spectre de la lumière blanche. Lorsqu’on le fait tourner la surface parait blanche.

2.2 Avec les trois couleurs primaires Les apprenants observent

a) Expérience Superposons les trois couleurs primaires (vert, rouge et bleu) et observons sur un écran.

Les apprenants s’exécutent

La surface du disque prend une teinte blanchâtre

Les apprenants réalisent l’expérience

b) Observation Dans la zone où se superposent les trois couleurs (vert, rouge, bleu), l’écran est blanc. La superposition de ces couleurs deux à deux permet d’obtenir les autres couleurs du spectre. Ces trois couleurs (vert, rouge, bleu) sont les couleurs de base ou couleurs primaires. c) Conclusion La superposition des différentes couleurs du spectre permet d’obtenir la lumière blanche. 2.3 Rôle du filtre Un filtre absorbe certaines couleurs de la lumière blanche et diffuse (renvoie) les autres qui lui donne sa couleur. Il permet d’obtenir une lumière colorée à partir d’une lumière blanche. Activité d’application Exercice n° 3 page 21 du cahier d’intégration 4ème. 3.

Couleur des objets.

35

superposent?

- Tirez une conclusion à partir de ces deux expériences ? - Quel est le rôle du filtre dans l’expérience précédente ? Activité 6 Explication de la couleur des objets éclairés S’appuyer sur le principe des filtres pour expliquer la couleur prise par les objets éclairés

La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire. Un objet coloré diffuse une lumière colorée correspondant à sa propre couleur ; il absorbe les autres couleurs. Exemples : - Un objet est vert parce qu’il absorbe toutes les autres couleurs du spectre et diffuse la couleur verte. - Un objet est blanc parce qu’il renvoie toutes les couleurs du spectre qu’il reçoit. - Un objet est noir parce qu’il absorbe toutes les couleurs du spectre qu’il reçoit.

Activité d’application Exercice n° 2 page 20 du cahier d’intégration 4ème.

Situation d’évaluation Yao possède une feuille de papier et une fleur d’hibiscus. Dans son salon éclairé par une lumière blanche, la feuille de papier est blanche et la fleur d’hibiscus est rouge. Dans sa chambre éclairée par une veilleuse de couleur verte (lumière verte), la feuille de papier apparaît verte tandis que la fleur d’hibiscus apparaît noire. Yao ne comprend pas le changement de couleur de ces objets. Explique-lui ces changements de couleur.

36

ANNEXE TRAITEMENT DE L’EAU ETAPES

PREOXYDATION

COAGULATION

FLOCULATION DECANTATION FILTRATION DESINFECTION NEUTRALISATION

REACTIFS Hypochlorite de calcium (CaClO2)

OBJECTIFS • Précipitation des composés minéraux (NH4+ ). Il s’obtient par action du chlore sur du lait de • Oxydation des sulfures, du fer, du chaux. manganèse et des nitrites Réactif alcalin et irritant en cas de contact avec • Elimination des odeurs et du goût. la peau. • Inhibition des croissances des algues dans les ouvrages de traitement. • Amélioration de la floculation Chaux éteinte (hydratée) Ca(OH)2 • Déstabilisation des particules en suspension Il s’obtient par calcination du calcaire (CaO) et • Ajustement du pH de floculation par hydratation Sulfate d’alumine Al2 (SO4)3, 18H2O • Formation de flocons (précipités) • Elimination optimale des matières Réactif acide organiques, de la couleur et de la turbidité • Elimination des flocons formés • Rétention des particules légères - Hypochlorite de calcium (CaClO2) • Destruction des microorganismes - Ozone susceptibles de transmettre des maladies - Dichlore gazeux • Mise en équilibre calco – carbonique Hydroxyde de calcium (Ca (OH)2 ) • Réminéralisation des eaux douces PARAMETRES DE QUALITE DE L’EAU

Substances indésirables Substances toxiques Indicateurs de pollution • Matières organiques • Plomb • Ammonium (entraîne des odeurs, des goûts, • Hydrogène sulfuré • Cadmium et consomme le chlore) • Détergents • Chrome • Nitrites (pollution organique : engrais) • Pesticides • Mercure • Nitrates (se substituent dans l’hémoglobine • Hydrocarbures • Cyanure à l’oxygène ou au gaz carbonique entraînant • fer (0,2 mg/L) l’asphyxie chez les enfants) • Manganèse • Cuivre (1mg/L) • Zinc Le fer et le manganèse sont responsables de la couleur et de la turbidité de l’eau.

Paramètres pH Conductivité Chlore résiduel Fer (Fe2+) Manganèse (Mn2+) Ammonium (NH4+)

Normes O. M. S 6,50 < pH < 8,50 500 µS/cm 5 mg/L 0,3 mg/L 0,1 mg/L 0,5 mg/L

Paramètres Sulfates Chlorures Sodium Magnésium Nitrates Nitrites

Normes O. M. S 250 mg/L 200 mg/L 250 mg/L 50 mg/L 50 mg/L 3 mg/L

N.B : Dureté de l’eau. La dureté d’une eau est liée à la présence des ions calcium et magnésium. Une eau très dure s’oppose au moussage du savon.

37

TROISIEME

38

PROGRAMME

39

 COMPETENCE 1 : Traiter une situation en s’appuyant sur des données en optique. 

EXEMPLE DE SITUATION

Le club photo du Lycée classique d’Abidjan organise une journée porte ouverte. Les élèves membres du club disposent d’un appareil photographique. Ils veulent comprendre le fonctionnement de cet appareil. Thème 1: Optique Leçon 1 : Les lentilles (2 séances) HABILETES Distinguer Schématiser

Connaître

CONTENUS ▪ une lentille convergente d’une lentille divergente: - forme - symbole ▪ une lentille convergente ▪ une lentille divergente ▪ les caractéristiques d’une lentille : - foyers - distance focale - vergence ▪ l’unité de la distance focale ▪ l’unité de la vergence

Déterminer

▪ la vergence d’une lentille convergente

Reconnaître

▪ une lentille divergente par sa vergence négative

Connaître Indiquer Construire Déterminer

▪ l’expression de la vergence de deux lentilles accolées : C = C1 + C2 ▪ les caractéristiques de l’image d’un objet par une lentille convergente ▪ l’image d’un objet donné par une lentille convergente ▪ le grandissement

Leçon 2 : Principe de fonctionnement de l’œil et de l’appareil photographique (2 séances) HABILETES Connaître

CONTENUS ▪ le principe de fonctionnement de l’œil ▪ quelques défauts de l'œil (myopie et hypermétropie)

Construire

▪ le schéma optique de l’œil : - normal - myope - hypermétrope

Indiquer

▪ les méthodes de correction des défauts de l’œil : - œil myope - œil hypermétrope

Construire

▪ le schéma optique de l’œil myope et hypermétrope corrigés

Connaître

▪ le principe de fonctionnement de l’appareil photographique

40

COMPETENCE 2 : Traiter une situation de vie courante se rapportant à la mécanique. 

EXEMPLE DE SITUATION C’est la période de la récolte du cacao, des élèves de 3ème 2 sont au champ situé à 2 km de Niablé. Pour cueillir les cabosses de cacao, ils utilisent un bois. Une cabosse cueillie tombe par inattention sur le canari d’eau et le brise. Ils exploitent cette situation et veulent comprendre les notions de : - force ; - travail d’une force ; - équilibre d’un solide soumis à deux forces ; - énergie mécanique.

THEME : Mécanique Leçon 3 : Masse et poids d’un corps (1 séance) HABILETES

Connaître

Définir Connaître Distinguer Etablir Appliquer

CONTENUS ▪ la notion de masse d’un corps ▪ les unités de masse (légale et usuelles) ▪ l’expression de la masse volumique d’une substance ▪ l’expression de la densité d’une substance ▪ l’unité légale de masse volumique ▪ le poids d’un corps ▪ l’unité de poids ▪ la masse et le poids d’un corps ▪ la relation : P = m.g

Leçon 4: Les forces (1 séance) HABILETES

Connaître

Représenter Définir Connaître Représenter Appliquer Connaître

CONTENUS ▪ la notion de force ▪ l’unité de la valeur de la force ▪ les caractéristiques d'une force à partir de l'exemple du poids : - direction - sens - point d’application - valeur ▪ une force : exemple du poids ▪ la poussée d’Archimède ▪ les caractéristiques de la poussée d’Archimède ▪ la poussée d’Archimède ▪ les relations : - PA = P - P’ - PA = aL.vi .g ▪ d’autres exemples de forces (tension d’un fil, réaction d’un support…)

41

Leçon 5 : Equilibre d’un solide soumis à deux forces (1 séance) HABILETES Connaître Appliquer Connaître

CONTENUS ▪ les conditions d'équilibre d’un solide soumis à deux forces ▪ les conditions d'équilibre d'un solide soumis à deux forces ▪ les conditions de flottaison d'un corps

Leçon 6 : Travail et puissance mécaniques (2 séances)

HABILETES

Connaître

Appliquer

CONTENUS ▪ la notion du travail mécanique ▪ l’expression du travail mécanique (W = F L) ▪ l’unité du travail mécanique ▪ la notion de puissance mécanique ▪ l’unité de puissance mécanique ▪ les expressions : - du travail mécanique : W = F L - de la puissance mécanique : P 

W ou P = F.v t

Leçon 7: Energie mécanique (1 séance) HABILETES

Connaître

Expliquer

CONTENUS 1 ▪ la définition de l’énergie cinétique : EC = m.v2 2 ▪ Connaîtrela définition et l’expression de l’énergie potentielle de pesanteur : Ep= m.g.h ▪ Connaître l’expression de l’énergie mécanique : Em= Ec + Ep ▪ les unités de ces grandeurs ▪ la transformation mutuelle de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur

 COMPETENCE 3 : Traiter une situation se rapportant à l’électricité et à l’électronique. 

SITUATION

A Nianda un village de la S/P d’Agnibilikro, il se produit des coupures intempestives du courant électrique. A la suite de l’une de ces coupures, Yapo a oublié de débrancher son poste radio. Après le rétablissement du courant, il constate que son poste radio ne fonctionne plus. Pour la réparation il lui est demandé d’acheter des composants électroniques dont 02 « résistances ». Les élèves veulent comprendre les raisons possibles de la panne du poste radio et le rôle que joue les « résistances »

42

THEME 3 : Electricité Leçon 8 : Puissance et énergie électriques (2 séances) HABILETES Connaître

CONTENUS ▪ l’expression de la puissance P = U.I ▪ l’expression de l’énergie électrique E = P.t = U.I.t ▪ les unités de puissance et d’énergie

Réaliser

▪ les relations : - P = U.I - E = P.t = U.I.t ▪ la transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique et inversement

Déterminer

▪ le rendement d’un dispositif siège d’une transformation d’énergie

Interpréter

▪ une facture d’électricité

Utiliser

Leçon 9 : Le conducteur ohmique (3 séances) HABILETES Connaître Tracer Déterminer

CONTENUS ▪le rôle d'un conducteur ohmique dans un circuit électrique ▪ la caractéristique d’un conducteur ohmique ▪ la résistance d’un conducteur ohmique : - par la méthode graphique - à l’aide du code des couleurs - à l’aide de l’ohmmètre

Connaître

▪ l’unité de la résistance

Appliquer

▪ la loi d’Ohm : U = R.I

Déterminer

▪ la résistance équivalente à une association de deux conducteurs ohmiques : - en série : R = R1+ R2 - en dérivation :

1 1 1   R R R 1

2

Utiliser

▪ un diviseur de tension pour réaliser un générateur de tension réglable

Appliquer

▪ la relation : Us = Ue 

R R

S

eq

 COMPETENCE 4 : Traiter une situation relative aux réactions chimiques et à la préservation de l’environnement. EXEMPLE DE SITUATION Dans un restaurant situé à Cocody, le chef cuisinier utilise du gaz butane pour faire cuire ses mets. Deux gaz se dégagent lors de la combustion du butane. L’un des gaz peut être obtenu par l’action du carbone sur un oxyde. Dissous dans l’eau ce gaz lui donne un caractère acide. Les élèves veulent comprendre comment identifier les deux gaz

produits suite à la combustion du butane.

43

THEME 3 : Chimie : utilité et dangers Leçon 10 : Electrolyse et synthèse de l'eau (2 séances) HABILETES Réaliser Identifier Ecrire Réaliser Identifier Ecrire

CONTENUS ▪ la décomposition de l’eau ▪ les produits de la réaction ▪ l’équation-bilan de la réaction chimique ▪ la synthèse de l’eau ▪ le produit de la réaction chimique ▪ l’équation- bilan de la réaction chimique

Leçon 11 : Solutions acides et basiques (2 séances) HABILETES Mesurer

CONTENUS ▪ le pH de quelquessolutions aqueuses

Identifier

▪ Solution acide ▪ Solution neutre ▪ Solution basique ▪ l’effet de la dilution sur le pH d’une solution ▪ l’échelle de pH ▪ les ions responsables de l’acidité (ions hydrogène H+) et de la basicité (ions hydroxyde OH-) ▪ les changements de couleurs des indicateurs colorés (bleu de bromothymol et phénolphtaléine) selon la nature des solutions ▪ la nature d'une solution à l'aide d'un indicateur coloré

Connaître

▪ l'influence du pH du sol sur les cultures

Distinguer

Connaître

Leçon 12 : Les alcanes (2 séances) HABILETES Définir

CONTENUS ▪ un hydrocarbure ▪ un alcane

Nommer

▪ la formule générale des alcanes ▪ les formules semi-développées et développées des quatre premiers alcanes ▪ les quatre (04) premiers alcanes

Connaître

▪ les isomères du butane

Réaliser Identifier

▪ la combustion du butane

Ecrire

▪ l’équation-bilan de la réaction

Distinguer

▪ une combustion complète d’une combustion incomplète

Connaître

▪ les effets des gaz formés sur l’homme et son environnement ▪ l'effet de serre et ses conséquences

Ecrire

▪ les produits de la combustion d’un alcane

44

Leçon 13: Oxydation des corps purs simples (2 séances) HABILETES

CONTENUS

Réaliser

▪ la combustion du carbone

Identifier Ecrire

▪ le produit de la réaction chimique

Connaître

Réaliser Identifier Ecrire Connaître

Réaliser Identifier Ecrire Expliquer Ecrire Connaître Distinguer

▪ l’équation- bilan de la réaction chimique ▪ les effets des gaz formés par la combustion du carbone sur l’homme et son environnement

▪ La combustion du soufre ▪ les produits de la réaction chimique ▪ l’équation- bilan de la réaction chimique ▪ les effets du gaz formé sur l’homme et son environnement ▪ la combustion du fer ▪ les produits de la réaction chimique ▪ l’équation- bilan de la réaction chimique ▪ la formation de la rouille ▪ l’équation- bilan de la réaction chimique ▪ les méthodes de protection des objets contre la rouille ▪ une oxydation lente d’une oxydation vive

Leçon 14 : Réduction des oxydes (1 séance) HABILETES Réaliser Identifier Ecrire

Réaliser Connaître Ecrire Définir

CONTENUS ▪ la réduction de l'oxyde cuivrique par le carbone ▪ les produits de la réaction chimique ▪ l’équation-bilan de la réaction chimique ▪ la réduction de l'oxyde ferrique par l’aluminium ▪ la réduction de l'oxyde de manganèse par l’aluminium ▪ les produits de la réaction chimique ▪ l’équation-bilan de la réaction chimique ▪ une oxydation ▪ une réduction ▪ un oxydant ▪ un réducteur ▪ une oxydoréduction

45

GUIDE D’EXECUTION TROISIEME

46

II. EXEMPLE DE PROGRESSION ANNUELLE La progression s’étend sur trente deux (32) semaines Mois

Septembre Octobre

Semaines 1

2 3 4

Avril Mai

Juin

Principe de fonctionnement de l’œil et de

6

Evaluation

Décembre

Mars



l’appareil Séance dephotographique régulation

7

Février

Titres des leçons  Les lentilles

5

Novembre

Janvier

Thèmes

Optique

Mécanique

Séances

2 2 1 1



Masse et poids d’un corps

1

8 9 10



Les forces

1



Equilibre d’un solide soumis à deux forces

11



Travail et puissance mécaniques

12



Energie mécanique

13


14

Evaluation

15 16 17 18 19 20

Electricité et

1

1 1 1



Puissance et énergie électriques

2



Conducteur ohmique

3

électronique Séance de régulation

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1

Evaluation

1 1

Chimie : utilité



Electrolyse et synthèse de l'eau

2

et dangers



Solutions acides et basiques

2



Les alcanes

2



Oxydation des corps purs simples

2



Réduction des oxydes

1

31


32

Evaluation

Leçon 1 : Les lentilles (2 séances) 47

1 1


On peut enflammer une touffe d’herbes sèches à partir d’une loupe placée au soleil. Comment est-ce possible ? Contenus ▪ Lentille convergente et lentille divergente: - forme - symbole



 Faire rappeler la propagation rectiligne de la lumière.

1 bougie 1 boîte d'allumettes

 Faire observer une lentille convergente et une lentille divergente, noter la différence entre elles (aspect géométrique, effet de loupe ou son contraire).  Schématiser une lentille convergente et une lentille divergente avec leurs centres et leurs axes optiques.


Lentilles convergentes et divergentes

- Observation

1 règle plate de 1m 1 banc d'optique et accessoires

- Schématisation

1 coffret d’optique Du papier millimétré Gomme Crayon double-décimètre

48

▪ Caractéristiques d’une lentille convergente : - foyers - distance focale - vergence

▪ Unité de la distance focale

 Faire déterminer le foyer image: - en formant sur une feuille de papier l'image du soleil (temps ensoleillé) avec une lentille convergente. - en formant sur un écran l’image d’un objet lumineux éloigné situé sur l'axe optique de la lentille convergente.  Mesurer la distance focale.

▪ Unité de la vergence

Expérimentation (groupe/profess eur)

 Donner l’expression de la vergence d’une lentille et préciser son unité  Calculer la vergence d’une lentille convergente.  Signifier que la vergence d’une lentille divergente est négative.

▪ Image d’un objet donné par une lentille convergente ▪ Expression de la ▪vergence Caractéristiques de deux de lentilles l’image accoléesd’un : C objet = C1 +par C2une lentille convergente

▪ Grandissement

 Construire la marche des rayons lumineux particuliers.  Calculer la vergence de deux lentilles Construire géométriquement accolées (C = C1 + C2) l'image d'un objet donné en utilisant deux rayons particuliers et observer la position renversée de l'image obtenue par construction géométrique.  Mesurer les dimensions de l'objet et de l'image, puis calculer le grandissement.

49

Schématisation

Leçon 2 : Principe de fonctionnement de l’œil et de l’appareil photographique (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION

Pour lire, certaines personnes éloignent le texte de leurs yeux. Par contre d’autres ne peuvent lire que de très près. Donne une explication à ces attitudes. Contenus ▪ Principe de fonctionnement de l’œil



Lentilles convergentes et divergentes

 Faire un schéma simplifié de l’œil humain sur lequel on indiquera la rétine et le cristallin (établir l’équivalence entre cristallin et lentille, entre rétine et écran).  Tracer le cheminement d’un rayon lumineux à travers un œil normal.

Appareil photographique ou sa maquette

Schématisation

N.B. : On indiquera qu’un œil qui a une vision normale est appelé œil emmétrope. ▪ Quelques défauts de l'œil (myopie et hypermétropie)

 Indiquer quelques défauts de l'œil (myopie, hypermétropie).

▪ Schéma optique de l’œil : - normal - myope

 Tracer le cheminement d’un rayon lumineux à travers un œil : - myope - hypermétrope  Indiquer les méthodes de correction des défauts de l’œil.

- hypermétrope

▪ Méthodes de correction des défauts de l’œil : - œil myope - œil hypermétrope


Questionnement

Schématisation

Questionnement

50

Schéma simplifié de l'œil humain sur planche.

▪ Schéma optique de l’œil myope et

 Tracer le cheminement d’un rayon lumineux à travers un œil :

▪ Principe de fonctionnement de l’appareil photographique

 Faire un schéma - myope corrigé ; simplifié de l’appareil - hypermétrope photographique sur corrigé.on précisera lequel l’objectif (la lentille) et la pellicule (l’écran)

hypermétrope corrigés

 Expliquer le principe de fonctionnement d'un appareil photographique. Leçon 3 : Masse et poids d’un corps (1 séance)

Schématisation

- Questionnement

- Schématisation


Sur l’étiquette d’un produit acheté dans le commerce, on peut lire " Poids net 250 g ". Cette information estelle correcte ? Contenus ▪ Notion de masse d’un corps ▪ Unités de masse (légale et usuelles) ▪ Expression de la masse volumique d’une substance

▪ Unité légale de masse volumique

▪ Expression de la densité d’une substance




 Rappeler la notion de

masse d’un corps.  Donner l’unité légale

de masse et quelques unités usuelles.

Questionnement

Une boîte de masses marquées

 Définir la masse volumique. (On définira la masse volumique comme étant la masse de l’unité de volume d’une substance).  Donner l’expression de la masse. volumique d’un corps et son unité légale.

Dynamomètres

Questionnement

 Donner l’expression de la densité d’une substance.

51

 Définir le poids d’un corps. ▪ Poids d’un corps

 Mesurer le poids d'un corps à l'aide d'un dynamomètre.  Faire mesurer le  Donner l’unité du poids de différentes poids. masses marquées à l'aide d'un dynamomètre.

Questionnement

 Recueillir les résultats dans un tableau.  Montrer que P est proportionnel à m (g, ▪ Relation entre masse l’intensité de la et poids d’un corps pesanteur étant le coefficient de proportionnalité).


 Dire que g varie selon la latitude et de l’altitude.  Donner les valeurs de g sur la Terre, sur la Lune et sur Mars.

Leçon 4 : Les forces (1 séance) EXEMPLE DE SITUATION

Une fillette affirme que le seau d’eau pendant le puisage semble moins lourd dans l’eau que hors de l’eau. Explique cette affirmation.

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Contenus ▪ Notion de force

▪ Unité de la valeur de la force

Consignes pour conduire les activités  Observer les effets statiques et dynamiques du poids d'un corps.  Donner la définition d'une force (il s'agit de définir la force comme toute action capable de mettre en mouvement un corps, de modifier son mouvement, de déformer un corps ou de participer à son équilibre).  Donner l’unité de la valeur de la force.


Observation

▪ Caractéristiques  Donner les caractéristiques d’une d'une force à force à partir de l'exemple du poids. partir de l'exemple  Représenter le poids d’un corps en du poids : choisissant une échelle. - direction - sens - point d’application - valeur  Introduire la poussée d’Archimède comme un autre exemple de force.  Déterminer les caractéristiques de ▪ Caractéristiques la poussée d’Archimède. de la poussée (Pour déterminer la valeur de la d’Archimède poussée d’Archimède, on procédera comme suit : - Utiliser un dynamomètre pour mesurer la valeur du poids d'un corps lorsqu'il est dans l'air (P) et lorsqu'il est immergé dans l'eau (P'), puis utiliser la relation : PA = P - P’. - Le solide étant immergé dans de l'eau contenue dans un bocal transparent (une bouteille d’eau en plastique pourrait bien servir), l’aménager de sorte à recueillir le volume de liquide déplacé afin de mesurer son poids, puis établir la relation : PA = PLD = aLVi g (poids du liquide

Questionnement

▪ La poussée d’Archimède

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Moyens et supports didactiques Bille d’acier Aimant Polystyrène expansé Potence Dynamomètres Une boîte de masses marquées Ficelle Dispositif pour la mesure de la valeur de la poussée d'Archimède Eprouvette graduée

déplacé).  Représenter la poussée d’Archimède exercée par un liquide sur un corps immergé. ▪ Autres exemples  Donner d’autres exemples de forces de forces (forces magnétiques, tension d’un fil, réaction d’un support).

Questionnement

Leçon 5 : Equilibre d’un solide soumis à deux forces (1 séance) EXEMPLE DE SITUATION Lorsqu’on immerge des corps dans l’eau, certains remontent à la surface. D’autres par contre se retrouvent au fond. Explique ces observations. Techniques pédagogiques


- Conditions d'équilibre  Etablir les conditions d’équilibre d’un solide soumis à d’un solide soumis à deux forces deux forces (Un morceau de polystyrène expansé soumis à l’action de deux fils tendus par des dynamomètres).  Citer les forces qui s’exercent sur ce - Expérimentation (groupe/professeur) solide. (On négligera le poids du polystyrène devant les deux autres forces).  Enoncer la condition d’équilibre d’un solide soumis à deux forces.  Schématiser un solide en équilibre sous l'action de deux forces. - Les conditions de Questionnement  Donner les conditions de flottaison flottaison d'un corps d'un corps.

Morceau de polystyrène expansé

Contenus


Dynamomètres

Ficelles

Leçon 6 : Travail et puissance mécaniques (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION Naly pousse un mur dans le but de le faire tomber. Quelques minutes après, le mur ne tombe toujours pas. Tout en sueur et découragé, Naly affirme qu’il a travaillé en vain. Que pensez- vous de cette affirmation ?

- Schématisation

54


Contenus ▪ Notion du travail mécanique

▪ Expression du travail mécanique : W = F L

▪ Unité du travail mécanique


 Définir le travail d’une force (cas d'une force colinéaire au déplacement.

Bille en acier

NB. : Signaler que le travail est une forme d’énergie.

Plan de roulement

Questionnement

 Donner son unité : le joule (J).  Donner l'expression du travail du poids d’un corps.

son expression P 

Voiturette

Chariot

 Introduire la notion de travail résistant et de travail moteur à partir d'exemples simples.

Plan incliné

▪ Notion de puissance  Définir la puissance d’une force mécanique ou puissance mécanique et donner

▪ Unité de puissance mécanique


W ou P = t

Pendule simple

F.v  Donner son unité : le watt (W).  Donner des exemples de valeur de puissance mécanique (cas des voitures, …).

Questionnement

 Donner la relation entre le watt et le cheval vapeur (1ch = 736W : puissance développée par un cheval). Remarque : 1 moteur de puissance 380 kW peut être remplacé par 520 chevaux.

Leçon 7: Energie mécanique (1 séance) EXEMPLE DE SITUATION En abordant une côte, le moteur d’un taxi urbain s’éteint. Après un parcours de quelques mètres sur la côte, le véhicule s’immobilise. Le conducteur tire le frein à main et déclare une panne sèche. La réaction d’un passager pas très convaincu du motif de la panne est la suivante: « Si l’essence est réellement finie, comment le véhicule a-t-il pu monter la côte pour atteindre cette hauteur?».

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Contenus ▪ Définition et expression de l’énergie cinétique : 1 EC = m.v2 2 ▪ Unité d’énergie cinétique ▪ Définition et expression de l’énergie potentielle de pesanteur : Ep = m.g.h ▪ Unité d’énergie potentielle de pesanteur

Consignes pour conduire les activités  Introduire l’énergie cinétique à partir d’exemples simples (importance des dégâts que pourrait causer une voiture roulant à grande vitesse en cas d’accident).


Bille en acier

Expérimentation (groupe)

Chariot Expérimentation (groupe)

 Définir l’énergie potentielle de pesanteur d’un corps et donner son expression.

▪ Expression de l’énergie mécanique : Em = Ec + Ep

 Définir l’énergie mécanique et donner son expression.

▪ Unités de l’énergie mécanique

 Expliquer qu'en absence de frottement, l’énergie mécanique se conserve.

Plan de roulement

Voiturette

 Définir l’énergie cinétique et donner son expression.  Introduire l’énergie potentielle de pesanteur à partir d’exemples simples (effet de l’impact d’un objet en chute libre sur le sol).


Plan incliné

Pendule simple

Questionnement

Leçon 8: Puissance et énergie électriques (2 séances)

EXEMPLE DE SITUATION Sur une lampe électrique est inscrit ‘’40 W’’. Que représente cette grandeur? L’énergie électrique consommée dépendelle de cette grandeur ?

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Contenus ▪ Expression de la puissance électrique : P = U.I ▪ Unités de puissance



 Faire réaliser des montages électriques simples avec des lampes électriques différentes et comparer leurs éclats.

Lampes de tensions d’usage 6V-6W ; 6V25W 12V- 25W ; 12V ; 40W

 Faire mesurer la tension aux bornes de chaque lampe et l’intensité du courant la traversant.

Piles 4,5 V et 1,5 V

N.B : Généralement, sur les petites ampoules électriques, il est inscrit les valeurs nominales de U et de I. L’enseignant pourra calculer les puissances nominales par le produit U.I.

Générateur 6V -12 V Compteur électrique monté sur socle Expérimentation (groupe/professeur)

 Calculer les produits U.I et les comparer aux valeurs nominales inscrites en W sur les lampes.

Interrupteur

Ampèremètre Voltmètre

 Définir la puissance électrique et préciser son unité.

Masse accrochée à un fil

N.B.: Indiquer qu'en courant alternatif, la relation P = U.I ne s'applique qu'aux appareils utilisant l'effet thermique (fer à repasser, lampe à incandescence..).

▪ Unités d’énergie

Moteur électrique

Fils de connexion

 Donner l’expression de la puissance.

▪ Expression de l’énergie électrique : E = P.t ou E = U.I.t


Plaque signalétique d'appareil électroménager

 Montrer à partir d’exemples simples que l’énergie électrique consommée est proportionnelle à la durée de fonctionnement et à la puissance nominale.

Chronomètre Factures CIE Règle de 1m

 Définir l’énergie électrique et donner son expression: E = P.t  Faire des exercices d'application sur les conversions d'unités d'énergie électrique.  Déterminer l’énergie consommée par une installation électrique à l’aide d'un compteur électrique.  Expliquer la plaque signalétique d’un appareil électrique.

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▪ Transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique et inversement

 Réaliser à l’aide d’un petit moteur, la transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique et inversement.

▪ Rendement d’un dispositif siège d’une transformation d’énergie.

 Définir le rendement d'un dispositif de transformation d'énergie.

▪ Facture d’électricité.

 Déterminer le rendement du dispositif étudié dans les deux cas de transformations suivantes: - Transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique. - Transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique.  Expliquer une facture d’électricité.


Exploitation

Questionnement

N.B.: Eviter de parler de rendement pour les appareils de chauffage électrique : il est toujours égal à 1.

Leçon 9 : Le conducteur ohmique (3 séances) EXEMPLE DE SITUATION On trouve dans les postes de radio et dans de nombreux appareils électroniques, de petits cylindres avec des anneaux de couleurs. Comment les appelle- t- on ? Quel est leur rôle ? Contenus

▪ Rôle d'un conducteur ohmique dans un circuit électrique



 Faire rechercher au préalable par les apprenant(e)s des conducteurs ohmiques dans des appareils électriques défectueux (T.V, radio…).

Moyens et supports didactiques Conducteurs ohmiques Multimètre


Ampèremètres Voltmètres

 Présenter les divers conducteurs ohmiques recueillis.

Piles 4,5V

 Faire réaliser un circuit simple allumage, puis montrer l'effet produit par l'insertion de divers conducteurs ohmiques dans le circuit.

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Générateur de tension variable (6V, 12V) Rhéostat

▪ Caractéristique d’un ● Faire réaliser le montage conducteur ohmique permettant la mesure de la tension aux bornes d'un conducteur ohmique et de l'intensité du courant dans le ▪ Loi d’Ohm : circuit. U = R.I ● Faire une série de mesures (U, I). ▪ Unité de la ● Faire tracer la caractéristique U = résistance f(I).

Potentiomètre Lampes électriques Fils de connexion Expérimentation (groupe/professeur)

● Faire établir la loi d'Ohm. ●Donner l’unité de la résistance. ▪ Détermination de la résistance d’un conducteur ohmique : - méthode graphique - code des couleurs - ohmmètre ▪ Résistance équivalente à une association de deux conducteurs ohmiques :

● Faire déterminer la résistance d’un conducteur ohmique: - graphiquement - avec l'ohmmètre - avec le code des couleurs  Faire comparer les différentes valeurs de la résistance du conducteur ohmique obtenue.  Faire réaliser une association de deux conducteurs ohmiques en série et mesurer la résistance équivalente.

Questionnement


 Faire réaliser une association de - en série : R = R1+ deux conducteurs ohmiques en dérivation et mesurer la résistance R2 équivalente.  Faire établir la relation Re = R1 + R2 pour l’association en série.

- en dérivation :

1 1 1   R R R 1

2

1 1 1 = + Re R1 R2 pour l’association en dérivation.  Donner la relation

▪ Diviseur de tension  Faire réaliser un montage diviseur pour réaliser un de tension à partir de deux générateur de tension conducteurs ohmiques. réglable  Faire mesurer la tension disponible aux bornes de chaque conducteur ohmique. ▪ Relation :  Etablir la relation permettant de RS calculer la tension disponible aux U  Us = e bornes de chaque conducteur R eq ohmique.  Faire calculer les valeurs des tensions et faire vérifier le résultat obtenu précédemment.  Décrire et expliquer le montage potentiométrique.

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Questionnement


Interrupteur ou bouton poussoir

 Montrer l'existence de conducteurs ohmiques de résistances variables (rhéostat).

Leçon 10 : Electrolyse et synthèse de l'eau (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION Les journées portes ouvertes d’un établissement secondaire ont donné l’occasion à chaque discipline d’exposer son savoir-faire aux visiteurs. Devant le stand des Sciences Physiques, on peut lire : Ici, nous fabriquons de l’eau. Comment est-ce possible ? Propose ta solution.

Contenus

Consignes pour conduire


les activités

 Faire rappeler les notions de molécules, d’atomes et de réactions chimiques.  Faire réaliser le montage de ▪ Décomposition de l’électrolyse de l’eau. l’eau (Faire soulever légèrement les tubes à essais pour une meilleure circulation du courant). ▪ Produits de la  Faire observer et décrire les réaction transformations aux électrodes avant et après l’ajout de la soude.

Moyens et supports didactiques Boîte d’allumettes Boîte de modèles moléculaires Electrolyseurs à électrodes en nickel Fils de connexion Générateur de tension continue Interrupteur

▪ Equation-bilan de  Donner le rôle de la soude la réaction chimique (augmente la conductibilité électrique de la solution).

Tubes à essais Expérimentation (groupe/professeur)

 Faire comparer les volumes de gaz recueillis aux électrodes.  Faire identifier chacun des produits obtenus.  Faire traduire cette transformation en équation bilan de la réaction chimique (l’on pourrait s’appuyer sur les modèles moléculaire pour écrire le bilan de cette réaction).  Faire admettre et noter la correspondance entre les rapports en volumes des gaz et les coefficients figurants dans l’équation bilan équilibrée.

60

Soude Pince en bois

Leçon 11 : Solutions acides et basiques (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION Les jus de citron, d’orange et d’ananas sont acides. Comment peut-on ‘’mesurer cette acidité’’ ? Toutes les solutions sont-elles acides ?

Contenus



Moyens et supports didactiques Du papier pH

▪ pH de quelques solutions aqueuses

 Faire déterminer à l’aide du papier pH, le pH de certaines solutions aqueuses courantes : boisson sucrée, eau savonneuse, eau de javel, jus de citron, jus de gingembre, eau distillée, eau de robinet, soude, acide muriatique.

Béchers ou pots Expérimentation (groupe/professeur)

Jus de citron Boisson sucrée Eau savonneuse Eau de javel

▪ Solution acide

 Faire classer ces solutions en trois (3) catégories, en les situant sur l’échelle de pH (solution acide, solution basique et solution neutre). ▪ Solution basique  Donner les dangers liés aux ▪ Echelle de pH solutions basiques et aux solutions acides (brûlures, corrosion, intoxication …). ▪ Solution neutre

▪ Effet de dilution d’une solution

▪ Ions responsables de l’acidité (ions hydrogène H+) et de la basicité (ions hydroxyde OH-)

 Mesurer le pH d’une solution acide.  Faire diluer cette solution acide.  Faire mesurer son pH et montrer que l’acidité diminue.  Faire identifier les pictogrammes correspondant à ces différents dangers sur les emballages. Veiller à la sécurité des apprenants (es) par le respect des règles de sécurité en chimie.  Montrer que l’acidité d’une solution acide dépend de la présence de l’ion hydrogène  Montrer que la basicité d’une solution basique dépend de la présence de l’ion hydroxyde.

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- Exploitation

Jus de gingembre Eau distillée Eau de robinet

- Questionnement

Soude Acide muriatique Bleu de Bromothymol ( BBT) Phénolphtaléine



▪ Changements de couleurs des indicateurs colorés (bleu de bromothymol et phénolphtaléine) selon la nature des solutions

 Dire ce qu'est un indicateur coloré et donner deux exemples (bleu de bromothymol et phénolphtaléine)  Décrire pour chacun des indicateurs colorés son action sur les trois types de solutions aqueuses (indiquer les changements de couleurs). N.B : L’enseignant pourra lui-même préparer des indicateurs colorés à partir de certaines fleurs de (bissap, hibiscus…).

▪ Influence du pH  Montrer l’importance du pH du sol du sol sur les dans l’agriculture. cultures - Donner le pH de quelques sols (sol argileux, sol calcaire....) et indiquer les cultures adaptées correspondantes.  Effectuer des visites de sites CNRA, ANADER ; faire faire des exposés ; inviter des personnes ressources pour échanger sur le sujet.


Questionnement


Leçon 12 : Les alcanes (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION Dans une cuisine où l’on utilise du gaz butane, pourquoi est - il conseillé que celle-ci soit bien aérée. Contenus ▪ Hydrocarbure ▪ Alcane



 Faire faire des recherches sur les hydrocarbures.

Enquêtes découvertes (groupe)

Moyens et supports didactiques Labo gaz Boîte de modèles moléculaires Boîte d’allumettes

 Définir un hydrocarbure.  Donner des exemples d’hydrocarbures.  Définir un hydrocarbure.  Donner des exemples d’hydrocarbures.

Eau de chaux Questionnement

Verre à pied propre et sec Baguettes en verre ou

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▪ Formule générale des alcanes ▪ Formules semidéveloppées et développées des quatre premiers alcanes ▪ Nomenclature des quatre (04) premiers alcanes ▪ Isomères du butane ▪ Combustion du butane

▪ Produits de la combustion d’un alcane ▪ Equation-bilan de la réaction ▪ Combustion complète et combustion incomplète

 A partir de modèles moléculaires, construire les molécules des quatre premiers alcanes.  Faire écrire les formules développées, semi développées et brutes de ces alcanes.  Donner la formule générale des alcanes (CnH2n+2).  Faire nommer les quatre (04) premiers alcanes.  Introduire la notion d’isomérie à partir des formules semi développées du butane.  Faire réaliser la combustion complète du butane dans le dioxygène.  Traduire le bilan en volume par les coefficients des réactifs et des produits.  Faire identifier les produits formés.

soucoupe Pinces en bois Briquets

Questionnement


 Faire écrire l’équation - bilan de la combustion complète du butane.  Faire distinguer une combustion complète d’une combustion incomplète.  Montrer le rôle de la virole.

▪ Effets des gaz formés sur l’homme et son environnement

 Indiquer les effets des gaz formés sur l’homme et son environnement.  Expliquer l’effet de serre et ses conséquences. ▪ Effet de serre et  Faire rechercher les actions ses mondiales entreprises pour conséquences lutter contre ce fléau.

Enquêtes (groupe)

63

Leçon 13: Oxydation des corps purs simples (2 séances) EXEMPLE DE SITUATION Le fer exposé à l’air libre se recouvre d’une couche poreuse au cours du temps. Trouve une explication. Contenus



▪ Combustion du carbone

 Faire réaliser la combustion du charbon de bois à l’air libre et dans le dioxygène. ▪ Produit de la  Faire identifier le produit de réaction chimique cette réaction. N.B. : Faire noter que lorsque la combustion est incomplète, il se dégage du monoxyde de carbone. ▪ Equation- bilan de  Faire écrire l’équationla réaction bilan de cette réaction. chimique ▪ Effets du gaz formé sur l’homme et son environnement

▪ Combustion du soufre

▪ Produit de la réaction chimique

 Préciser l’effet du produit formé sur l’homme et son environnement. N.B. : Préciser que le monoxyde de carbone est un gaz toxique.  Réaliser la combustion du soufre dans le dioxygène et identifier le produit formé. N.B. Compte tenu de la toxicité du produit formé, l’expérience se fera en dehors de la classe  Faire identifier le produit de la réaction chimique N.B. : Faire remarquer que la fumée blanche dégagée lors de la combustion du soufre est du trioxyde de soufre SO3, solide blanc peu soluble dans l’eau.

▪ Equation- bilan de  Faire écrire l’équationla réaction chimique bilan de la réaction chimique. ▪ Effets du gaz  Préciser l’effet du produit formé sur l’homme formé et sur l’homme et

Moyens et supports didactiques Labo gaz Pince en bois


Têt à combustion Bocaux remplis d'oxygène Paille de fer Soufre en fleur Morceau de charbon de bois

Questionnement

Solution de permanganate de potassium Boîte d'allumettes Sel Supports de chimie avec noix De l'eau distillée Eprouvettes graduées Eau de chaux


Questionnement

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Aimant

son environnement. N.B. : Signaler que le trioxyde de soufre réagit avec l’eau pour former l’acide sulfurique, souvent à l’origine des pluies acides. ▪ Combustion du fer  Faire réaliser la combustion du fer dans le dioxygène et identifier le produit formé. N.B. : Par mesure de précaution, l’enseignant introduira du sable dans le bocal de dioxygène servant à la combustion du fer. et son environnemnt

▪ Produit de la réaction chimique

 Faire identifier le produit de la réaction chimique

▪ Equation- bilan de  Faire écrire l’équationla réaction chimique bilan de la réaction. ▪ La formation de la  Faire réaliser la formation rouille de la rouille (faire l’expérience une semaine avant la leçon). ▪ Equation- bilan de  Faire écrire l’équationla réaction chimique bilan de la réaction ▪ Méthodes de protection des objets contre la rouille


 Donner les méthodes de protection des objets contre la rouille.

Questionnement


Questionnement

▪ Oxydation lente et  Préciser la différence entre oxydation vive une oxydation vive et une oxydation lente. Leçon 14: Réduction des oxydes (1 séance) EXEMPLE DE SITUATION Dans la nature, les métaux se trouvent sous forme de minerais appelés oxydes. Comment procèdes-t- on pour obtenir le métal pur à partir de ces oxydes ?

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Contenus


 Faire faire des recherches sur la production des métaux, (fer, cuivre, aluminium..).  Faire la mise en commun des résultats de recherche.  Faire réaliser la réduction de l’oxyde de cuivre II par le carbone (le mélange des deux poudres doit être intime : 6 g de carbone pour 80 g d’oxyde de cuivre II). ▪ Produits de la  Faire identifier les produits de réaction chimique la réaction. ▪ Réduction de l'oxyde de cuivre II (ou oxyde cuivrique) par le carbone

▪ Equation-bilan de la réaction chimique

 Faire écrire l’équation - bilan de la réaction d’oxydo réduction.  Montrer l’existence simultanée d’une oxydation et d’une réduction.


Moyens et supports didactiques Labogaz

- Enquêtes découvertes Pince Oxyde de cuivre II Carbone en poudre Aluminium en poudre - Expérimentation (groupe /professeur)

Oxyde ferrique en poudre Eau de chaux Tube à essai muni d'un tube à dégagement Ruban de magnésium Aimant

Questionnement

Briquet ou boîte d’allumettes Creuset perforé Balance Mortier

▪ Réduction par  Réaliser la réduction de l'aluminium de : l’oxyde de fer III par - de l'oxyde de fer l’aluminium (mélange intime III (ou oxyde de 2,7 g de Al et de 8 g de ferrique) Fe2O3) ou la réduction de - de l'oxyde de l’oxyde de manganèse par manganèse l’aluminium. ▪ Produits de la  Donner les produits de réaction chimique chacune des réactions chimiques. ▪ Equation-bilan  Faire écrire l’équation - bilan de la réaction de l’action de l’aluminium sur chimique l’oxyde de ferrique.  Faire écrire l’équation - bilan de l’action de l’aluminium sur l’oxyde de manganèse.  Montrer l’existence simultanée d’une oxydation et d’une réduction.  Interpréter une réaction d’oxydo-réduction


Questionnement

66

▪ Définition des  Définir : différentes notions ▪ une oxydation ; ▪ une réduction ; ▪ un oxydant ;

Questionnement

▪ un réducteur ; ▪ une oxydoréduction.

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IV- EXEMPLE DE FICHE PEDAGOGIQUE Fiche synoptique pour la leçon Niveau : 3ème Thème : Mécanique Leçon : Masse et poids d’un corps Durée : 2 h Habiletés : a) Donner la notion de masse d’un corps ; b) Connaître la relation entre la masse et le volume ; m c) Utiliser la relation : a = ; v d) Connaître l’unité légale de la masse volumique ; e) Différencier la masse et le poids d’un corps ; f) Mesurer le poids d’un corps ; g) Définir le poids d’un corps ; h) Connaître l'unité du poids ; i) Connaître la relation entre la masse et le poids ; j) Utiliser la relation : P = m.g ; k) Savoir que la masse d’un corps ne varie pas avec le lieu ; l) Savoir que l’intensité de la pesanteur g varie selon le lieu ; m) Connaître l’unité de l’intensité de la pesanteur g. Matériel par poste de travail :

Supports didactiques Manuels élèves

 Dynamomètres.

Bibliographie :

 Boîte de masses marquées.

- AREX 3ème ; DURANDEAU 3ème

Pré-réquis :

Vocabulaire spécifique

- Notion de masse

- Poids d’un corps, masse volumique, intensité de la pesanteur

- Volume - Unités de masse et de volume

Stratégies de travail et consignes particulières : - Former des groupes d’élèves - Répartir le matériel par poste de travail

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PLAN DE LA LECON 1. Masse d’un corps 1.1 Notion de masse d’un corps 1.2 Unités de masse 2. Masse volumique et densité d’une substance 2.1 Masse volumique 2.2 Densité 3. Poids d'un corps 4. Relation entre masse et poids d’un corps 4.1 Expérience 4.2 Tableau de mesures et exploitation des résultats 4.3 Conclusion

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Fiche trace écrite ACTIVITES/ QUESTIONS

ACTIVITES/ REPONSES APPRENANTS(ES)

TRACE ECRITE

PROESSEUR

Activité 1

MASSE ET POIDS D’UN CORPS

Exploitation de la situation

Situation Sur l’étiquette d’un produit acheté dans le commerce, on peut lire " Poids net 250 g ". Cette information est-elle correcte ?

Activité 1 : Notion de masse - Qu’appelle-t-on masse C’est la grandeur qu’on mesure avec une balance d’un corps ?

- Donnez son unité légale

Son unité légale est le kilogramme (kg)

1. Masse d’un corps 1-1 Notion de masse La masse d’un corps est la grandeur qu'on mesure avec une balance. 1-2 Unités de masse L’unité légale de masse est le kilogramme (kg) On utilise aussi les multiples (t, q) et sous multiples (hg g, mg,…) du kilogramme.

Activité 2 : masse volumique d’une substance

Remarque : la masse d’un corps ne varie pas d’un lieu à un autre.

- Qu’est- ce que la masse volumique d’une substance ?

- Donnez son unité légale.

- Donnez quelques unités usuelles.

2. Masse volumique et densité d’une substance

C’est la masse de l’unité de 2.1 Masse volumique volume de cette substance. a) Définition et expression La masse volumique d’une substance est la masse de l’unité de volume de cette substance. Elle est notée a et Son unité légale est le kilogramme par mètre cube. son expression est a = m /v

Les unités usuelles sont le g/cm3 ; le kg/dm3 ; la t/m3. - Ces unités sont-elles

b) Unités L’unité légale de masse volumique est le kilogramme par mètre cube (kg /m3).

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OBSERVATIONS

liées entre elles ?

Oui, elles sont toutes équivalentes.

Les unités usuelles sont : g /cm3 ; kg/dm3 ; t/m3

C’est le quotient de la masse volumique de la substance par le volume.

2.2 Densité

Activité 3: densité d’un corps - Qu’est- ce que la densité d’une substance?

- Cette grandeur possède- t- elle une unité ?

Non

NB : ces unités sont toutes équivalentes entre elles.

La densité d’une substance solide ou liquide est le quotient de la masse volumique de la substance par la masse volumique de l’eau. Elle est notée d et est sans unité.

Activité d’application Activité : résolution de l’activité d’application

Activité d’application Activité 4 : poids d’un corps

1. Détermine la masse volumique d’un objet de masse

- Qu’est-ce que le poids d’un corps ? Le poids d’un corps est l’attraction exercée par la - Quelle est l’unité de terre sur ce corps. mesure du poids d’un

m = 216 g et de volume 80 cm3 en g/cm3 puis en kg/dm3 2. Détermine la densité de l’objet sachant que la masse volumique de l’eau est ae = 1 g/cm3.

corps ?

Il s’exprime en newton (N).

- Quel est l’instrument de mesure du poids ?

Il se mesure avec un dynamomètre

3- Poids d’un corps

Activité : résolution de l’activité d’application

Le poids d’un corps est l’attraction exercée par la terre sur ce corps. Il se mesure avec un dynamomètre et s’exprime en newton (N). On le note P.

Activité d’application

Activité 5 : relation entre poids et masse - Pour chaque masse marquée, mesurez le poids et regroupez les valeurs dans un tableau.

Les apprenant(e)s font les mesures et remplissent le tableau.

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- Calculez dans chaque Les apprenant(e)s calculent Activité d’application cas, le quotient P/m. les quotients P/m. Ali utilise un dynamomètre pour effectuer une Nous constatons que le mesure et lit 20N. Que représente cette valeur ? quotient P/m est constant. - Que constatez-vous ? 4- Relation entre masse et poids d’un corps P et m sont proportionnels 4.1 Expérience On mesure le poids P de différentes masses marquées à l’aide d’un dynamomètre.

- Que peut-on dire de P et de m ?

4.2 Tableau de mesures et exploitation des résultats

Activité : résolution de l’activité d’application

Masse m (kg)

0,1

0,2

0,5

1

Poids P(N)

1

2

5

10

P/m (N/kg)

10

10

10

10

Le quotient P/m est constant. P et m sont proportionnels. Le coefficient de proportionnalité est appelé intensité de la pesanteur et se note g.

4.3 Conclusion

Activité : résolution de l’activité d’intégration Activité d’application

La relation entre le poids P et la masse m est : P = m.g avec P en (N), m en kg et g en N/kg.

Remarque : g varie selon le lieu de même que le poids P Exemples:

Activité d’application

Lieu

Abidjan

Paris

Lune

Mars

Valeurs de g en N/kg

9,78

9,81

1,6

3,6

Activité d’application Détermine le poids d’un spationaute de masse 60 kg sur la Lune.

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Activité d’intégration Koffi se pèse sur un pèse- personne. Il fait la lecture et déclare à son frère Yao que son poids vaut 65 kg.Yao lui rétorque en disant que cette valeur lue représente sa masse et non son poids et qu’elle ne varie pas d’un lieu à un autre. Indique en justifiant ta réponse qui de Koffi ou de Yao a raison et donne la relation entre ces deux grandeurs évoquées dans le texte.

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