Sciences physiques - Physique-Chimie
Ce que l’épreuve évalue
L’épreuve de sciences physiques de la série C combine physique et chimie. En physique : cinématique, dynamique, travail et énergie, oscillateurs mécaniques et électriques, circuits RC, RL et RLC, ondes et radioactivité. En chimie : acides et bases, oxydoréduction, cinétique, thermochimie et chimie organique. Les questions demandent des schémas clairs, des unités correctes et un raisonnement littéral avant le calcul numérique.
Règles et concepts à consolider
- En mécanique, choisir un référentiel, faire le bilan des forces, puis projeter sur des axes orientés.
- Le théorème de l’énergie cinétique relie la variation d’énergie cinétique au travail des forces.
- Dans un circuit RC, la constante de temps vaut τ = RC ; la charge suit q(t) = CE(1 − e^(−t/τ)).
- En chimie, écrire l’équation bilan, construire le tableau d’avancement et identifier le réactif limitant.
- Le pH est une grandeur sans unité ; pour un acide fort, pH = −log C.
- En cinétique, la vitesse peut être définie par la disparition d’un réactif ou l’apparition d’un produit ; préciser la convention.
Exemple rédigé
Un condensateur de capacité C = 1,0 µF est chargé sous une tension E = 6,0 V à travers un résistor R. On veut τ = 2,0 ms. D’abord, τ = RC, donc R = τ/C = 2,0 × 10⁻³ / 1,0 × 10⁻⁶ = 2,0 × 10³ Ω. À t = τ, q = CE(1 − e⁻¹) ≈ 0,63 × 1,0 × 10⁻⁶ × 6,0 = 3,8 × 10⁻⁶ C. La tension aux bornes du condensateur vaut alors uC = q/C ≈ 3,8 V. Le raisonnement littéral précède le calcul et les unités sont vérifiées.
Pièges qui coûtent des marks
Confondre masse et poids ; oublier le signe du travail ; mal orienter la loi des mailles ; utiliser des unités mélangées (ms, µF, mA) ; écrire un pH avec une unité ; oublier de vérifier la conservation des charges et des éléments ; donner un résultat numérique sans unité ni chiffres significatifs cohérents.