Physique - Programme optionnel de 5e secondaire

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Transformation de l’énergie

L’étude de la transformation de l’énergie offre aux élèves l’occasion d’acquérir des connaissances scientifiques et technologiques sur des phénomènes et des applications1 dans lesquels l’énergie est transformée.

Au cours du secondaire, les élèves ont étudié des phénomènes, des problématiques et des applications d’une complexité croissante. Ils se sont approprié des concepts associés à l’univers matériel, à l’univers vivant, à la Terre et à l’espace ainsi qu’à l’univers technologique. Le recours à des démarches expérimentale, d’analyse et de modélisation leur permet de décrire, comprendre et expliquer les lois et les modèles qui régissent la transformation de l’énergie. Les élèves apprennent à mobiliser ces nouvelles connaissances dans divers contextes pour expliquer des phénomènes ou effectuer des prédictions. Ils acquièrent ainsi une meilleure compréhension des transformations d’énergie dans le monde qui nous entoure et des applications qui en sont faites.

L’élève apprend à le faire avec l’intervention de l’enseignante ou de l’enseignant.

L’élève le fait par lui-même à la fin de l’année scolaire.

 

L’élève réutilise cette connaissance.

Secondaire
ATS ATS

SE
ST ST

STE
PHY
3e 4e 3e 4e 5e
1er cycle du secondaire
Lumière
  • Définir la lumière comme étant une forme d’énergie rayonnante
Transformation de l’énergie
  • Associer l’énergie à un rayonnement, à de la chaleur ou à un mouvement
  • Définir la transformation de l’énergie
  • Repérer des transformations d’énergie dans un objet technique ou un système technologique
2e cycle du secondaire
Seuls les concepts propres au programme de physique sont précédés d'un chiffre.
Les énoncés sur fond bleu pâle indiquent que l'élève a abordé ces connaissances en 3e ou en 4e secondaire.
Formes d’énergie
  • Décrire les formes d’énergie chimique, thermique, mécanique et rayonnante
     
  • Définir le joule comme étant l’unité de mesure de l’énergie
       
Loi de la conservation de l’énergie
  • Expliquer qualitativement la loi de la conservation de l’énergie
     
  • Appliquer la loi de la conservation de l’énergie dans divers contextes
     
Rendement énergétique
  • Définir le rendement énergétique d’un appareil ou d’un système comme étant la proportion de l’énergie consommée qui est transformée en travail efficace (quantité d’énergie utile / quantité d’énergie consommée × 100)
     
Relation entre le travail, la force et le déplacement      
  • Décrire qualitativement la relation entre le travail, la force appliquée sur un corps et son déplacement
     
  • Appliquer la relation mathématique entre le travail, la force efficace et le déplacement (W = FΔs)
     
Relation entre l’énergie potentielle, la masse, l’accélération et le déplacement
  • Décrire qualitativement la relation entre l’énergie potentielle d’un corps, sa masse, l’accélération gravitationnelle et son déplacement
     
  • Appliquer la relation mathématique entre l’énergie potentielle, la masse, l’accélération gravitationnelle et le déplacement (Ep = mgh)
     
Relation entre l’énergie cinétique, la masse et la vitesse
  • Décrire qualitativement la relation entre l’énergie cinétique d’un corps, sa masse et sa vitesse
     
  • Appliquer la relation mathématique entre l’énergie cinétique, la masse et la vitesse (Ek = ½mv2)
     
Relation entre le travail et l’énergie
  • Décrire qualitativement la relation entre le travail effectué sur un corps et sa variation d’énergie
     
  • Appliquer la relation mathématique entre le travail et l’énergie (W = ΔE)
     
  1. Énergie mécanique
    1. Expliquer qualitativement une transformation d’énergie mécanique dans une situation donnée (ex. : un manège en mouvement)
       
    1. Appliquer les relations mathématiques associées à l’énergie cinétique, aux types d’énergie potentielle (gravitationnelle, élastique), au travail et à la chaleur
       
    1. Analyser quantitativement une transformation d’énergie mécanique dans une situation donnée
       
  1. Loi de Hooke
    1. Expliquer qualitativement la relation entre l’énergie d’un ressort hélicoïdal, sa constante d’élasticité et la variation de sa longueur par rapport à celle au repos, dans une situation donnée (ex. : les ressorts d’un matelas)
       
    1. Appliquer la relation mathématique entre l’énergie potentielle élastique, la constante d’élasticité et la variation de longueur dans une situation donnée (E = ½kl2)
       
Relation entre puissance et énergie électrique
  • Décrire qualitativement la relation entre l’énergie électrique consommée par un appareil, sa puissance et son temps d’utilisation
     
  • Appliquer la relation mathématique entre l’énergie électrique consommée, la puissance d’un appareil électrique et le temps d’utilisation (E = PΔt)
     
  1. Relation entre la puissance, le travail et le temps
    1. Expliquer qualitativement la relation entre la puissance d’un système, le travail accompli et le temps pendant lequel il s’effectue
       
    1. Appliquer la relation mathématique entre la puissance, le travail et le temps
      (P = W/Δt)
       
1.  On entend par « application » un objet technique, un système, un produit ou un procédé.

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