Physique - Bac Sciences Expérimentales
L’épreuve de physique évalue la compréhension des lois fondamentales et la capacité à les appliquer à des situations expérimentales : mécanique, électricité, ondes, optique, thermodynamique et physique nucléaire. Les questions de cours coexistent avec des exercices chiffrés ; l’unité et le sens physique des résultats comptent autant que le calcul.
Notions centrales
- Mécanique : référentiel, vecteurs vitesse et accélération, deuxième loi de Newton, énergie cinétique et potentielle, conservation de l’énergie mécanique.
- Électricité : loi d’Ohm, lois des mailles et des nœuds, puissance, effet Joule, circuits RC simples.
- Ondes : période, fréquence, longueur d’onde, relation v = λf, réflexion et réfraction.
- Optique : lentille convergente, image réelle ou virtuelle, relation de conjugaison.
- Nucléaire : radioactivité, demi-vie, équations de désintégration, conservation du nombre de masse et de charge.
Exemple travaillé
Un projectile est lancé horizontalement d’une hauteur h = 20 m avec v₀ = 15 m/s. On prend g = 10 m/s² et on néglige l’air. Le mouvement vertical est une chute libre : h = ½gt², donc t = √(2h/g) = √(40/10) = 2 s. Le mouvement horizontal est uniforme : x = v₀t = 15 × 2 = 30 m. La portée horizontale est donc 30 m. Il faut séparer les deux axes et ne pas mélanger vitesse initiale verticale nulle et vitesse horizontale constante.
Pièges fréquents
Mélanger les unités (cm et m, g et kg) avant de calculer. Oublier que la vitesse est une grandeur vectorielle. Utiliser une formule de chute libre alors que le projectile a une vitesse initiale verticale non nulle. En électricité, confondre puissance et énergie, ou oublier que la résistance équivalente en parallèle est plus petite que chaque résistance. En radioactivité, mal appliquer la demi-vie : après n demi-vies, il reste N₀/2ⁿ noyaux.
Rédaction attendue
Schématiser la situation, choisir un référentiel, écrire les lois littéralement, remplacer avec unités, puis donner un résultat avec chiffres significatifs et unité. Une conclusion physique - « le résultat est cohérent avec l’ordre de grandeur attendu » - valorise la copie.