Discipline : Travaux pratiques de sciences physiques

Transcription

1 Baccalauréat professionnel Discipline : Travaux pratiques de sciences physiques Durée : 45 min La clarté des raisonnements et la qualité de rédaction interviendront dans l'appréciation des copies. Les calculatrices électroniques sont autorisées Établissement : Ville : Date : NOM Prénom du candidat : Note : /10 Nom de l évaluateur : L examinateur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Dans la suite du document, ce symbole signifie Appeler l examinateur. Un cambriolage a été commis dans une résidence. Le cambrioleur a réussi à s introduire dans l un des appartements. Pris de panique lorsque l alarme s est déclenchée, le cambrioleur a dû partir précipitamment. Lorsque la police est arrivée sur les lieux du délit, des débris ont été retrouvés et en particulier des restes de verre provenant d une paire de lunettes. Les enquêteurs ont réussi à reconstituer l un des deux verres. Qui est le cambrioleur? Question n 1 : Voici des informations sur trois suspects ainsi que la liste du matériel dont on dispose : Le verre reconstitué par les enquêteurs. Une source lumineuse. Un écran. Un objet en forme de P. Un banc optique. Benoit Lupin Manu Dalton Charles the Kid Vergence de leurs montures : Proposer un protocole expérimental en utilisant le matériel ci-dessus afin d aider les enquêteurs à identifier le coupable. Illustrer par un schéma. Schéma Appel n 1 : Appeler l examinateur afin de lui présenter à l'oral le protocole.

2 Question n 2 : Utiliser le banc d'optique afin d'obtenir une image nette de l'objet sur l'écran à l'aide du verre reconstitué par les enquêteurs. Compléter le tableau ci-dessous. OA est la distance lentille-objet, OA' est la distance lentille-image. OA en cm OA en cm Question n 3 : Compléter le tableau ci-dessous en utilisant les résultats précédents. Arrondir les résultats au millième. 1 OA Question n 4 : En utilisant les fonctionnalités d une calculatrice ou d un logiciel : a. Représenter le nuage de points correspondant au tableau précédent. b. Donner l équation de la droite d'ajustement du nuage. Arrondir les coefficients au centième. Appel n 2 : Expliquer à l'examinateur vos résultats. Question n 5 : L équation obtenue précédemment est de la forme y = a x + b. Calculer la vergence grâce à la formule : vergence = 100 b = Question n 6 : Indiquer parmi les trois suspects proposés, celui qui semble être le coupable. Justifier votre réponse.

3 Baccalauréat professionnel Discipline : Travaux pratiques de sciences physiques Durée : 45 min La clarté des raisonnements et la qualité de rédaction interviendront dans l'appréciation des copies. Les calculatrices électroniques sont autorisées Établissement : Ville : Date : NOM Prénom du candidat : Note : /10 Nom de l évaluateur : L examinateur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Dans la suite du document, ce symbole signifie Appeler l examinateur. Un cambriolage a été commis dans une résidence. Le cambrioleur a réussi à s introduire dans l un des appartements. Pris de panique lorsque l alarme s est déclenchée, le cambrioleur a dû partir précipitamment. Lorsque la police est arrivée sur les lieux du délit, des débris ont été retrouvés et en particulier des restes de verre provenant d une paire de lunettes. Les enquêteurs ont réussi à reconstituer l un des deux verres. Qui est le cambrioleur? Question n 1 : Voici des informations sur trois suspects ainsi que la liste du matériel dont on dispose : Le verre reconstitué par les enquêteurs. Une source lumineuse. Un écran. Un objet en forme de P. Un banc optique. Benoit Lupin Manu Dalton Charles the Kid Vergence de leurs montures : Proposer un protocole expérimental en utilisant le matériel ci-dessus afin d aider les enquêteurs à identifier le coupable. Illustrer par un schéma. Schéma Appel n 1 : Appeler l examinateur afin de lui présenter à l'oral le protocole.

4 Question n 2 : Effectuer les manipulations correspondant au protocole validé par l'examinateur et indiquer la vergence du verre reconstitué. Question n 3 : On désire obtenir la vergence plus précisément. On a utilisé le banc d'optique afin d'obtenir une image nette de l'objet sur l'écran à l'aide du verre reconstitué par les enquêteurs. OA est la distance lentille-objet, OA' est la distance lentille-image. 1 OA 0,067 0,063 0,059 0,056 0,053 0,050 0,040 0,033 0,033 0,038 0,041 0,044 0,047 0,050 0,060 0,067 En utilisant les fonctionnalités d une calculatrice ou d un logiciel : a. Représenter le nuage de points correspondant au tableau ci-dessus. b. Donner l équation de la droite d'ajustement du nuage. Arrondir les coefficients au centième. Appel n 2 : Expliquer à l'examinateur vos résultats. Question n 4 : L équation obtenue précédemment est de la forme y = a x + b. Calculer la vergence grâce à la formule : vergence = 100 b = Question n 5 : Indiquer parmi les trois suspects proposés, celui qui semble être le coupable. Justifier votre réponse.

5 LENTILLE CONVERGENTE : FICHE TECHNIQUE CASIO GRAPH 25+ PRO Placez-vous dans le menu STAT de la calculatrice. Pour réinitialiser les listes : Lorsque vous souhaitez effacer des listes déjà complétées, deux possibilités s offrent à vous. 1) Appuyer sur la touche DEL autant de fois que de valeurs à effacer. 2) Appuyer sur la touche DELA pour effacer une colonne entière. Pour éditer des listes : Il suffit de se placer dans la liste souhaitée puis d écrire les valeurs en appuyant à chaque fois sur EXE pour valider la valeur. Pour représenter un nuage de points : Appuyer sur GRPH Appuyer sur SET Régler de la façon suivante :

6 Appuyer sur EXIT Appuyer sur GPH1 Pour obtenir un ajustement affine : Après avoir réalisé le nuage de points, Appuyer sur CALC puis sur X puis sur ax+b

7

8 LENTILLE CONVERGENTE : FICHE TECHNIQUE GEOGEBRA

9 LENTILLE CONVERGENTE : FICHE TECHNIQUE EXCEL Etape 1 : Rentrer les valeurs du tableau dans deux colonnes ; Effectuer un cliquer-glisser sur les données, puis choisir «Insertion», «Nuage de points» Choisir le premier modèle proposé Etape 2 : Cliquer sur un des points du nuage Effectuer un clic droit, puis choisir «ajouter une courbe de tendance» Choisir le modèle adapté, puis cocher l option «afficher l équation sur le graphique» Cliquer sur «fermer»

10 FICHE D AIDE POUR LES PROFESSEURS - Si vous n empruntez pas le matériel disponible à la coupole, il vous faudra noter sur une lentille convergente de 10 δ «verre reconstitué par les enquêteurs» puisque le coupable est Benoit Lupin. -Suite au 1 er appel, plusieurs options s offrent à vous. Si l élève n a aucune idée concernant le protocole, vous donnez le premier sujet. Si l élève propose un protocole correct permettant de définir la valeur de la lentille correspondant au verre reconstitué par les enquêteurs, vous donnez le second sujet. Pour simplifier l expérimentation on a opté pour travailler en cm et sans utiliser les mesures algébriques. On a la formule de conjugaison suivante : = -, ramenée dans le sujet à : = + On pose x = et y =, sachant que est constant et égal à b, on obtient en remplaçant : b = y + x c'est-à-dire : y = - x + b On est donc ramené à une équation de la forme y = a x + b avec b correspondant à la valeur de la vergence. Dans le sujet l équation sera en fonction des valeurs obtenues sensiblement égale à : y = -1,00 x + 0,10 Du fait de la simplification de la formule de conjugaison et du choix des unités en cm, on obtient une ordonnée à l origine qui doit-être multipliée par 100 pour obtenir la vergence de 10 δ. L interprétation doit permettre à l élève de trouver une vergence de 10 δ et d identifier Benoit Lupin comme étant le coupable.

11 GRILLE NATIONALE D ÉVALUATION EN MATHÉMATIQUES ET EN SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIQUES NOM et Prénom : Diplôme préparé : Séquence d évaluation 1 n 1. Liste des capacités, connaissances et attitudes évaluées Capacités Connaissances Attitudes 2. Évaluation 2 Déterminer expérimentalement le foyer image d une lentille convergente et sa distance focale. Réaliser un montage en étant capable de positionner une lentille convergente par rapport à un objet pour obtenir une image nette sur l écran Connaître les éléments remarquables d une lentille mince convergente Savoir que la vergence caractérise une lentille mince le sens de l observation l ouverture à la communication, au dialogue et au débat argumenté l esprit critique vis-à-vis de l information disponible le goût de chercher et de raisonner la rigueur et la précision Compétences 3 Capacités Questions Appréciation du niveau d acquisition 4 S approprier Rechercher, extraire et organiser l information. Q.6 Analyser Raisonner Réaliser Valider Communiquer Émettre une conjecture, une hypothèse. Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental. Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental. Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler. Contrôler la vraisemblance d une conjecture, d une hypothèse. Critiquer un résultat, argumenter. Rendre compte d une démarche, d un résultat, à l oral ou à l écrit. Q.1 Q.2 Q.3 Q.4 Q.5 (Q.2) Appel n 1 Appel n 2 / 10 1 Chaque séquence propose la résolution de problèmes issus du domaine professionnel ou de la vie courante. En mathématiques, elle comporte un ou deux exercices ; la résolution de l un d eux nécessite la mise en œuvre de capacités expérimentales. 2 Des appels permettent de s assurer de la compréhension du problème et d évaluer le degré de maîtrise de capacités expérimentales et la communication orale. Il y en a au maximum 2 en mathématiques et 3 en sciences physiques et chimiques. En mathématiques : L évaluation des capacités expérimentales émettre une conjecture, expérimenter, simuler, contrôler la vraisemblance d une conjecture se fait à travers la réalisation de tâches nécessitant l utilisation des TIC (logiciel avec ordinateur ou calculatrice). Si cette évaluation est réalisée en seconde, première ou terminale professionnelle, 3 points sur 10 y sont consacrés. En sciences physiques et chimiques : L évaluation porte nécessairement sur des capacités expérimentales. 3 points sur 10 sont consacrés aux questions faisant appel à la compétence «Communiquer». 3 L ordre de présentation ne correspond pas à un ordre de mobilisation des compétences. La compétence «Être autonome, Faire preuve d initiative» est prise en compte au travers de l ensemble des travaux réalisés. Les appels sont des moments privilégiés pour en apprécier le degré d acquisition. 4 Le professeur peut utiliser toute forme d annotation lui permettant d évaluer l élève (le candidat) par compétences.