Sciences Physiques - mécanique, électricité et chimie
L'épreuve de sciences physiques associe trois champs : la mécanique, l'électricité et la chimie. Selon la série, l'accent porte davantage sur la mécanique et l'électricité (séries C, D, E) ou sur la chimie et ses applications (séries A, B, G). Les correcteurs attendent des schémas, des formules littérales et des unités avant tout calcul numérique.
Ce qu'il faut maîtriser
- Mécanique : référentiel, vecteur vitesse, deuxième loi de Newton (ΣF = ma), travail d'une force, théorème de l'énergie cinétique, conservation de l'énergie mécanique.
- Électricité : loi d'Ohm, lois des nœuds et des mailles (Kirchhoff), résistances en série et en parallèle, puissance P = UI, effet Joule, champ magnétique, force de Laplace, induction et loi de Lenz.
- Chimie : mole (n = m/M), concentration molaire (C = n/V), dilution (C₁V₁ = C₂V₂), pH et acide/base, oxydoréduction (couples, demi-équations), classification périodique, chimie organique (alcanes, alcools, acides carboxyliques, estérification).
Exemple travaillé
Un générateur de f.é.m. E = 12 V et de résistance interne r = 0,5 Ω alimente un résistor R = 5,5 Ω.
- Intensité : le circuit forme une maille unique, donc I = E/(R + r) = 12/6 = 2 A.
- Tension aux bornes du résistor : U = RI = 5,5 × 2 = 11 V ; on vérifie avec U = E − rI = 12 − 1 = 11 V.
- Puissance dissipée par effet Joule dans le générateur : P = rI² = 0,5 × 4 = 2 W. Chaque étape suit le même ordre : formule littérale, substitution, résultat avec unité. C'est cet ordre qui est noté.
Les pièges
- Mélanger les unités : convertir les mA en A et les g en kg avant tout calcul.
- Oublier la résistance interne et écrire I = E/R.
- Confondre masse volumique (ρ = m/V) et concentration massique.
- Écrire une équation-bilan non équilibrée, ou oublier les demi-équations en oxydoréduction.
- Donner un résultat sans unité ni nombre correct de chiffres significatifs.