TP TS nouveaux programmes
Vous trouverez dans cet article les TP proposés en terminale S pour l’année 2014/2015.
Ils sont adaptés aux nouveaux programmes
Vous pouvez les consulter, les télécharger ou les imprimer.
TP 1 : Les ondes sismiques – utilisation d’un capteur
Thème : OBSERVER, ondes et matières. Chapitre 1 Ondes et particules.
Contenus :
- Les ondes dans la matière.
- Houle, ondes sismiques, ondes sonores.
- Magnitude d’un séisme sur l’échelle de Richter.
- Détecteurs d’ondes mécaniques.
Compétences :
Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection.
Objectifs :
Mesurer la célérité d’ondes sismiques et vérifier l’influence du matériau du milieu de propagation et du type d’ondes.
Introduction du TP :
La version OpenOffice
La version pdf
Le TP :
La version OpenOffice
La version pdf
Fiche d’aide : Utilisation de l’oscilloscope RIGOL
Version anglaise :
TP 2 : Les ultrasons
Thème : OBSERVER, ondes et matières. Chapitre 1 Ondes et particules.
Contenus :
- Ondes progressives périodiques, ondes sinusoïdales.
- Ondes sonores et ultrasonores.
Compétences :
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence, la longueur d’onde et la célérité d’une onde progressive sinusoïdale.
Objectifs :
Mesurer la célérité des ondes ultrasonores par deux méthodes
Le TP :
partie 1
La version OpenOffice
La version pdf
Partie 2
La version OpenOffice
La version pdf
Une aide en vidéo :
https://www.youtube.com/watch?v=p2-7URjPmvo
Fiche d’aide : Utilisation de l’oscilloscope RIGOL
Version anglaise :
Animation « la hola » pour illustrer la propagation d’une onde périodique :
TP3 Acoustique musicale
Thème : OBSERVER, ondes et matière : caractéristiques des ondes
Contenus :
Analyse spectrale. Hauteur et timbre.
Compétences :
Réaliser l’analyse spectrale d’un son musical et l’exploiter pour en caractériser la hauteur et le timbre.
Compétences réinvesties :
Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence d’une onde progressive sinusoïdale.
Objectifs :
Mettre en pratique une technique pour accorder une guitare à l’oreille et vérifier par analyse spectrale la validité de la méthode.
Au préalable, les fichiers musicaux obtenus par enregistrement de différentes notes d’instruments de musique permettront d’illustrer les notions de hauteur, timbre, analyse spectrale, fondamental et harmoniques.
La version web du TP qui permet de lire directement les fichiers sonores (cliquer sur la guitare)
La version pdf
La version OpenOffice avec présentation du TP
Fiche d’aide : Utilisation de latis pour l’analyse spectrale
Version anglaise :
TP4 Diffraction de la lumière
Thème : OBSERVER, ondes et matière : propriétés des ondes
Notions et contenus : Diffraction, Influence relative de la taille de l’ouverture ou obstacle et de la longueur d’onde sur le phénomène de diffraction
Objectifs : L’objectif général est d’amener les élèves à identifier et élaborer un modèle pour donner du sens physique à la détermination d’un paramètre issu d’une phase expérimentale sur le phénomène de diffraction.
L’approche didactique est volontairement mathématisée afin de montrer l’apport constitutif et complémentaire que peuvent nous apporter les mathématiciens.
Compétences travaillées :
- Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses
- Identifier les situations physiques où il est pertinent de prendre en compte le phénomène
- Savoir que l’importance du phénomène est liée au rapport de la longueur d’onde aux dimensions de l’ouverture ou obstacle
- Schématiser une situation
- Travailler en groupe, échanger pour élaborer le protocole
- Mettre en œuvre la manipulation
- Identifier et mesurer les grandeurs pertinentes
- Saisir et calculer des grandeurs
- Mettre en relation
- Proposer et tester des modèles
- Faire usage des TICE
- Déterminer les caractéristiques du paramètre inconnu
- Être critique
- Intégrer à une autre situation
- Développer l’autonomie, l’initiative
La version OpenOffice :
La version pdf :
Fiche d’aide : Utilisation du tableur OpenOffice pour tracer un graphique et modéliser par une droite
Version anglaise :
TP5 Interférences lumineuses
Thème : OBSERVER, ondes et matière : propriétés des ondes
Notions et contenus : Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.
Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d’interférence dans le cas des ondes lumineuses.
Objectifs : Il s’agit de vérifier que « deux pistes » d’un CD sont écartées d’une distance d’environ 1,6 µm.
Compétences travaillées :
- Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.
- Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d’interférence dans le cas des ondes lumineuses.
- Schématiser une situation
- Travailler en groupe, échanger pour élaborer le protocole
- Mettre en œuvre la manipulation
- Identifier et mesurer les grandeurs pertinentes
- Proposer et tester des modèles
- Déterminer les caractéristiques du paramètre inconnu
- Être critique
- Développer l’autonomie, l’initiative
La version OpenOffice :
La version pdf :
Version anglaise :
TP6 Facteurs cinétiques
Thème : COMPRENDRE : lois et modèles
Notions et contenus :
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence quelques paramètres influençant l’évolution temporelle d’une réaction chimique : concentration, température, solvant.
Le texte du TP p 230 et 231 du livre hachette
Version anglaise :
TP7 Mesure d’une vitesse par effet Doppler
Thème : COMPRENDRE : lois et modèles
Notions et contenus :
effet DOPPLER
Compétences :
- Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l’effet Doppler.
- Exploiter l’expression du décalage Doppler de la fréquence dans le cas des faibles vitesses.
Compétences réinvesties :
- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence d’une onde progressive sinusoïdale.
- Réaliser l’analyse spectrale d’un son musical.
Objectifs :
A partir d’un enregistrement sonore d’un son musical émis depuis un vélo, il s’agit de déterminer la vitesse de ce vélo en s’appuyant sur les relations liées à l’effet Doppler.
Résumé :
A partir d’un enregistrement sonore, il s’agit de déterminer la vitesse d’un vélo en s’appuyant sur les relations liées à l’effet Doppler.
L’usage d’un logiciel de traitement du signal est nécessaire.
On pourra réutiliser les notions abordées précédemment : période, fréquence, harmoniques.
L’exploitation de la vidéo du passage du vélo permettra une autre mesure de la vitesse du vélo. L’étalon : un mètre entre le centre des deux roues du vélo.
Version Web du TP comportant les fichiers sonores : cliquer sur l’image suivante.
Texte du TP :
Version OpenOffice :
Version pdf :
Version anglaise :
Les fichiers sonores :
Klaxon d’une voiture qui s’approche puis s’éloigne :
Fichier sonore enregistré lorsque le vélo s’approche puis s’éloigne :
Fichier sonore lorsque la source est immobile :
La vidéo (bouton droit ; Enregistrer la cible du lien pour télécharger le fichier) :
Les fiches d’aide :
- Utilisation de Latis pour déterminer la vitesse du vélo par effet Doppler :
- Utilisation de Latis pour déterminer la vitesse du vélo en exploitant la vidéo :
Les résultats :
TP8 Suivi cinétique par spectrophotométrie
Thème : COMPRENDRE : lois et modèles
Notions et contenus :
Déterminer un temps de demi-réaction.
Objectifs :
Étudier la cinétique de la réaction précédente par spectrophotométrie. Il s’agit de tracer le graphique de la quantité de diiode formée en fonction du temps et d’exploiter cette courbe.
Texte du TP
Résultats :
Courbes obtenues :
Les fiches d’aide :
Version anglaise :
TP9 Étude de mouvements
Thème : COMPRENDRE : lois et modèles
Notions et contenus :
Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération.
Compétences :
Définir et reconnaître des mouvements (rectiligne uniforme, rectiligne uniformément varié, circulaire uniforme, circulaire non uniforme) et donner dans chaque cas les caractéristiques du vecteur accélération.
Objectifs :
- Étudier le mouvement d’un mobile autoporteur placé sur une table horizontale,
- Tracer des vecteurs vitesse et accélération et préciser leurs caractéristiques (direction, sens et valeur),
- Mettre en évidence expérimentalement les deux premières lois de Newton.
Résumé :
Réaliser trois enregistrements avec un mobile autoporteur :
- mobile lancé sur la table horizontale
- mobile tiré par un fil relié à un poids suspendu par l’intermédiaire d’une poulies
- mobile relié à un point fixe qui tourne autour de celui-ci puis le fil est coupé
Texte du TP
Version anglaise :
TP10 Représentation spatiale des molécules
Activités livre Hachette p 256 à 259
Version anglaise :
TP11 Propulsion par réaction
Thème : Comprendre : Lois et modèles
Contenus : Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé.
Compétences :
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l’aide d’un bilan qualitatif de quantité de mouvement.
Compétences générales :
- Émettre des hypothèses sur des évènements
- Émettre des prévisions sur l’évolution de grandeurs identifiées
- Remédier
- Mettre en cohérence ce que l’on observe et ce que l’on mesure
- Mettre en relation les grandeurs
- Choisir un modèle
Objectifs :
- A partir d’une situation déclenchante (décollage de la fusée Ariane), comprendre le mode de propulsion par réaction
Résumé :
- Les élèves proposent des pistes pour interpréter la situation déclenchante (décollage de la fusée Ariane).
- Ils réalisent ensuite des expériences qualitatives pour mettre en évidence le principe de conservation de la quantité de mouvement :
- Propulsion d’un chariot en expulsant un boulet vers l’arrière au moyen d’une fronde
- Influence de la masse du chariot
- Propulsion du chariot en projetant de l’air vers l’arrière avec un ballon de baudruche
- Retour sur la situation déclenchante : explication du mode de propulsion d’Ariane en exploitant les expériences réalisées et la vidéo suivante.
http://www.dailymotion.com/video/x32g7i_action-reaction_news#.UL738EiweN0
- Proposition d’autres exemples impliquant ce phénomène.
- exploitation d’une vidéo de l’éclatement de deux mobiles autoporteurs avec latis pour vérifier la conservation de la quantité de mouvement
Matériel :
- un chariot (petite voiture en plastique, plaque de mécano, 3 vis + écrous), un élastique, du fil, des masses à rajouter, des allumettes, un boulet, un ballon de baudruche et un morceau de tuyau plastique (voir Photos)
- une vidéo de l’éclatement de deux mobiles autoporteurs. Masse du mobile de gauche : mG = 1,48 kg ; masse du mobile de droite : mD = 0,98 kg
Texte du TP :
Vidéo de l’éclatement :
Version anglaise :
TP12 Étude du mouvement d’une balle de golf
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
Mouvement dans des champs de pesanteur.
Compétences :
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante en étudiant le mouvement d’une balle de golf envoyée obliquement.
- Situation déclenchante : quels sont les différents paramètres qui permettent à un golfeur d’atteindre la plus grande distance possible lorsqu’il frappe la balle ?
Résumé :
Étape 1 :
Les élèves proposent différents paramètres susceptibles de modifier la distance atteinte par la balle avant de rebondir sur le sol.
Effectuer un premier bilan :
quelques pistes :
- paramètres du lancer : vitesse initiale et angle d’inclinaison
- influence de l’air ? Pourquoi les balles ont des formes alvéolées ?
- influence de la masse de la balle ?
- influence du choix du club, …
Étape 2 :
prévisions de l’allure des équations horaires
Étape 3 : étude de la vidéo et modélisation des équations horaires et de l’équation de la trajectoire. Comparaison avec les prévisions.
Étape 4 : retour sur la situation déclenchante
- étude des conditions initiales à l’aide d’une simulation qui permet de modifier les paramètres de lancer
- étude des autres paramètres en s’aidant d’Internet.
Compte-rendu du travail effectué.
Texte du TP :
La vidéo :
La photo pour l’étalonnage :
La fiche d’aide pour l’acquisition vidéo avec Latis :
Résultats :
Version anglaise :
TP13 Prévoir c’est gagner
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
Mouvement dans le champ de pesanteur.
Compétences :
Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans le champ de pesanteur.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante.
- Situation déclenchante : Un toboggan est placé sur le bureau. Un cochonnet, lâché sans vitesse initiale, roule sur le toboggan, puis doit tomber dans une boîte placée sur le sol. Il s’agit de déterminer par le calcul la position de la boîte pour que le cochonnet, guidé par le toboggan, tombe dans la boîte.
Résumé :
- Des équipes de quatre sont constituées
- Chaque équipe effectue les mesures et les calculs qu’elle juge nécessaire
- Lorsqu’une équipe est prête, elle vient réaliser un test unique
- Un compte rendu est ensuite rédigé qui réalise la synthèse des travaux effectués.
Texte du TP :
Version anglaise :
TP14 Peut-on estimer la durée d’une réaction chimique par CCM ?
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
- durée d’une réaction
- chromatographie sur couche mince
Compétences :
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour suivre dans le temps une synthèse organique par CCM et en estimer la durée.
Objectifs :
Le benzoate de benzyle est un médicament qui sert de traitement de référence en France contre la gale. On se propose d’estimer la durée de la réaction d’hydrolyse basique du benzoate de benzyle par CCM.
Texte du TP :
TP15 Mesurer le pH d’une solution aqueuse
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
- Réaction chimique par échange de proton
- Le pH : définition, mesure.
- Théorie de Brönsted : acides faibles, bases faibles, couple acide-base
- Réactions quasi-totales en faveur des produits : acide fort, base forte dans l’eau
Compétences :
- Mesurer le pH d’une solution aqueuse.
- Reconnaître un acide, une base dans la théorie de Brönsted.
- Utiliser les symbolismes →, ← et dans l’écriture des réactions chimiques pour rendre compte des situations observées.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante.
- Situation déclenchante : Au laboratoire de Chimie, un préparateur a préparé deux solutions de concentration identique
C = 1,0.10-2 mol.L-1 : une d’acide chlorhydrique et une d’acide éthanoïque. Il les a placées dans deux bouteilles identiques. Il a collé sur chacune deux étiquettes indiquant leur contenu. Problème, lorsqu’il a voulu utiliser ces solutions, les étiquettes étaient effacées. Pouvez-vous l’aider à identifier le contenu de chaque bouteille ?
Résumé :
- Les élèves n’ont pas eu de cours sur ce chapitre au préalable
- Exploitation des documents pour se familiariser avec les notions de pH, de couple acide/base et de réaction acido-basique
- Expériences préalables : mesure de pH, ajout d’acide éthanoïque puis d’ions éthanoate, influence sur le pH, sens d’une réaction
- Résolution de la situation déclenchante
Texte du TP :
Version anglaise :
TP16 Détermination expérimentale de la constante d’acidité d’un couple acide /base
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
Notion d’équilibre ; couple acide-base ; constante d’acidité Ka. Échelle des pKa dans l’eau, produit ionique de l’eau
Compétences :
Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour déterminer une constante d’acidité.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante.
- Situation déclenchante : Sur une échelle de pKa (voir document 2), deux taches ont effacé malencontreusement les formules correspondant à deux acides faibles : l’acide éthanoïque et l’acide méthanoïque. Vous disposez de solutions de ces deux acides de concentration
CA = 1,0 x 10-1 mol.L-1. Vous disposez également de solutions de leurs bases conjuguées : l’éthanoate de sodium et le méthanoate de sodium de concentration identique CB = 1,0 x 10-1 mol.L-1. A l’aide des documents, vous devez réaliser des expériences pour vous permettre de retrouver les noms masqués. On remarque que seules les valeurs pKA = 3,8 et pKA = 4,8 sont encore lisibles.
Texte du TP :
Résultats du TP :
Version anglaise :
TP17 Aspect thermique de la réaction entre un acide fort et une base forte
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
Réaction entre un acide fort et une base forte : aspect
thermique de la réaction. Sécurité.
Compétences :
Mettre en évidence l’influence des quantités de matière mises en jeu sur l’élévation de température observée.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante.
- Situation déclenchante : « Du café ou du chocolat prêt en 3 minutes. Il suffit d’appuyer sur la base, de secouer et c’est chaud. Le mécanisme qui fait que Caldo Caldo devient chaud, n’importe où et n’importe quand, est très simple : la tasse est une cavité qui contient des sels, et la base de l’eau. Après avoir poussé la base, l’eau entre en contact avec les sels. En agitant le verre, le contenu chauffe naturellement par réaction exothermique. Il est isolé par une double paroi, ainsi le contenu et le contenant ne peuvent se mélanger. »
De nombreuses réactions s’accompagnent d’effet thermique :
- Qu’en est-il de la réaction entre un acide fort et une base forte ?
- Les quantités de matière mises en jeu ont-elles une influence ?
Texte du TP :
TP18 Étude d’un pendule simple
Thème :
Comprendre : Lois et modèles
Contenus :
- Force conservative ; énergie potentielle.
- Énergie mécanique.
- Étude énergétique des oscillations libres d’un système mécanique.
Compétences :
Pratiquer une démarche expérimentale pour étudier l’évolution des énergies cinétique, potentielle et mécanique d’un oscillateur.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante (partie 1) : un élève souhaite réaliser un pendule qui oscille avec une période d’une seconde.
- Étudier l’évolution des énergies cinétique, potentielle et mécanique d’un pendule à partir d’une vidéo (partie 2)
Texte du TP :
Version anglaise :
TP19 Contrôle de la qualité par dosage
Thème :
Agir, Défis du XXIème siècle
Contenus :
- Dosages par titrage direct.
- Réaction support de titrage ; caractère quantitatif.
- Équivalence dans un titrage ; repérage de l’équivalence pour un titrage pH-métrique
Compétences :
- Établir l’équation de la réaction support de titrage à partir d’un protocole expérimental.
- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante
Le déboucheur liquide SPADO est un produit vendu dans le commerce pour déboucher les canalisations. Sa substance active est l’hydroxyde de sodium, encore appelée soude caustique. On peut lire sur le flacon :
- pourcentage en masse de l’hydroxyde de sodium 23 %
- densité par rapport à l’eau : 1,23
L’indication de l’étiquette 23% en masse est-elle correcte ?
Texte du TP :
TP20 Contrôle de la qualité d’un vinaigre
Thème :
Agir, Défis du XXIème siècle
Contenus :
- Dosages par titrage direct.
- Réaction support de titrage ; caractère quantitatif.
- Équivalence dans un titrage ; repérage de l’équivalence pour un colorimétrique
Compétences :
Établir l’équation de la réaction support de titrage à partir d’un protocole expérimental.
- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer
- la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.
Objectifs :
- Répondre à la situation déclenchante
Note d’un responsable du service qualité au personnel de laboratoire d’un fabricant de vinaigre.
Afin de compléter l’information des consommateurs à propos de notre vinaigre, nous faisons appel à vos services.
Nous souhaitons vérifier que le degré du vinaigre est de 8°.
Comme d’habitude nous vous demandons de prévoir la démarche expérimentale et le matériel nécessaire. Nous mettons à votre disposition de la soude fraîchement préparée de concentration CB = 1,010-1mol. L-1.
Il faudra soumettre votre projet au responsable du laboratoire, pour approbation, et réaliser votre projet pour lequel chaque équipe fera un compte-rendu détaillé.
Avec nos remerciements anticipés pour votre participation.
Texte du TP :
Compléments :
Version anglaise :
TP21 Titrage des ions chlorure présents dans un lait
Thème :
Agir, Défis du XXIème siècle
Contenus :
- Dosages par titrage direct.
- Réaction support de titrage ; caractère quantitatif.
- Équivalence dans un titrage ; repérage de l’équivalence pour conductimétrie
Compétences :
- Établir l’équation de la réaction support de titrage à partir
- d’un protocole expérimental.
- Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.
Objectifs :
Répondre à la situation déclenchante
Dans certaines étables la conductivité du lait de vache est mesurée, lors de la traite, afin de détecter une possible inflammation des mamelles (mammites) qui rend impropre la consommation du lait.
La conductivité du lait dépend essentiellement des concentrations en ions sodium Na+, potassium K+ et chlorure Cl-. Les mammites, en provoquant une élévation des concentrations en ions Na+ et Cl-, augmentent la conductivité du lait.
Dans le lait frais de vache, la concentration massique moyenne en ions chlorure se situe entre 0,8 g.L-1 et 1,2 g.L-1. Dans le cas de laits dits « mammiteux », la valeur moyenne est voisine de 1,4 g.L-1.
Texte du TP :
TP22 Synthèse du paracétamol
Thème :
Agir, Défis du XXIème siècle
Contenus :
Protocole de synthèse organique :
- identification des réactifs, du solvant, du catalyseur, des
- produits ;
- détermination des quantités des espèces mises en jeu,
- du réactif limitant ;
- choix des paramètres expérimentaux : température, solvant, durée de la réaction, pH ;
- choix du montage, de la technique de purification, de l’analyse du produit ;
- calcul d’un rendement ;
- aspects liés à la sécurité ;
- coûts.
Compétences :
- Pratiquer une démarche expérimentale pour synthétiser une molécule organique d’intérêt biologique à partir d’un protocole.
- Identifier des réactifs et des produits à l’aide de spectres et de tables fournis.
Objectifs :
Réaliser la synthèse du paracétamol
Texte du TP :
TP 23 Le Laser
Texte du TP :
Version anglaise
TP 24 Transferts thermiques, maîtriseer sa facture énergétique, une question de Physique !
Texte du TP :
Expérience :
Comparaison du pouvoir isolant de différents matériaux
TP 25 Numérisation
Texte du TP :
Courbe :
Enregistrements sonores :
surmonvelo-44kHz-16bits.mp3 :
surmonvelo-8kHz-16bits.MP3 :
surmonvelo-44kHz-4bits.mp3 :
surmonvelo-44kHz-2bits.mp3 :
