Secondaire:
Physique 121/2
Ce cours est la suite du cours Physique 111/2, conçu pour aider les personnes apprenantes qui prévoient de suivre des programmes universitaires ou collégiaux dans le domaine des sciences, de la kinésiologie, de l’informatique, de l’ingénierie et de la technologie. Les personnes apprenantes peuvent s’attendre à participer à diverses activités pédagogiques et de groupe stimulantes, comme des démonstrations et des recherches. Elles acquerront des compétences scientifiques, comme la pensée critique, la résolution de problèmes et la collaboration. L’algèbre, la pensée systémique et la technologie seront utilisées comme outils pour éveiller la curiosité des personnes apprenantes et améliorer leur compréhension de l’univers physique. Les sujets abordés dans ce cours comprennent la façon dont les choses bougent (cinématique en deux dimensions) et pourquoi elles bougent (dynamique en deux dimensions). Les personnes apprenantes auront également l’occasion d’approfondir un intérêt personnel et de construire un modèle ou un prototype dans un domaine de la physique.
Il est fortement recommandé que les personnes apprenantes aient démontré leur maîtrise des compétences acquises dans les cours Physique 111/2 et Fondements des mathématiques 110 avant de s’inscrire au cours Physique 121/2.
À tous les niveaux de Physique 121/2, on attend des éducateurs qu’ils adaptent le matériel de cours en ce qui concerne l’étendue, de profondeur et de portée de l’enquête en fonction du niveau du curriculum. L’objectif pour les apprenants est de faire preuve d’esprit critique et de mettre en œuvre des compétences pertinentes et nécessaires dans le domaine d’apprentissage. Le cours de niveau 1 ne diffère pas par le nombre de descripteurs de compétences ; en revanche, les attentes y sont plus élevées en ce qui concerne la profondeur de la compréhension et d’auto-efficacité de l’apprenant. Les enseignants devraient offrir plus d’opportunités dans le cours de niveau 1 pour participer à des activités de fonctions cognitives supérieures.
CONTEXTES ET CONCEPTS
Cinématique en deux dimensions
Comment bougent les choses
- Système de référence
- Vecteurs
- Vitesses relatives
- Conservation de la quantité de mouvement
- Mouvement de projectile
- Équations
Dynamique en deux dimensions
Pourquoi bougent les choses
- Forces agissant en deux dimensions
- Forces non perpendiculaires
- Mouvement circulaire
- Équations
- Mouvement planétaire
- Forces à distance
Champs
Forces
- Relations entre les forces
- Circuits électriques
Aptitudes intégrées
Application
- Sécurité
- Durabilité
- Recherches
- Compétences en recherche
- Carrières en physique
12e Année
Volet: Cinématique en deux dimensions
Grandes idées: Comment bougent les choses
Descripteurs de compétences : Choisir un système de référence convenable pour décrire le mouvement.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Définir un point de référence et établir des directions positive et négative pour la mesure et la description du mouvement.
- Décrire le mouvement apparent d’un objet vu dans différents systèmes de référence.
Descripteurs de compétences : Représenter le déplacement, la vitesse et l’accélération à l’aide de vecteurs.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Interpréter une valeur positive ou négative comme une indication de la direction d’un vecteur.
- Représenter le déplacement, la vitesse et l’accélération sous forme de vecteurs sur des diagrammes.
- Diviser les vecteurs en composantes.
- Résoudre des problèmes de déplacement et de vitesse relative.
Descripteurs de compétences : Appliquer la loi de conservation de la quantité de mouvement aux collisions et aux explosions.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Explorer les conditions dans lesquelles la quantité de mouvement et l’énergie cinétique sont conservées lors des collisions.
- Résoudre des problèmes à l’aide de la loi de conservation de la quantité de mouvement en une et en deux dimensions.
Descripteurs de compétences : Analyser le mouvement d’un projectile.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Choisir les équations cinématiques convenant à diverses situations et justifier son choix.
- Résoudre des problèmes à l’aide d’équations cinématiques pour le mouvement de projectiles.
Descripteurs de compétences : Déterminer les équations pour les trajectoires symétriques.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Créer des expressions pour la portée, la hauteur maximale et le temps de vol à l’aide d’équations cinématiques.
Volet: Dynamique en deux dimensions
Grandes idées: Pourquoi bougent les choses
Descripteurs de compétences : Représenter les forces à l’aide de vecteurs.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Interpréter une valeur positive ou négative comme une indication de la direction d’un vecteur.
- Concevoir des diagrammes de corps libre pour les objets singuliers soumis à des forces non perpendiculaires.
- Concevoir des diagrammes de corps libre pour les systèmes soumis à des forces non perpendiculaires.
- Diviser les vecteurs en composantes, en indiquant les forces résultante et équilibrante.
Descripteurs de compétences : Analyser les forces non perpendiculaires.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Explorer les conditions dans lesquelles un mouvement de rotation peut se produire (p. ex., le couple et l’équilibre statique).
- Résoudre des problèmes pour des objets singuliers soumis à des forces non perpendiculaires.
- Résoudre des problèmes pour des systèmes soumis à des forces non perpendiculaires.
Descripteurs de compétences : Analyser le mouvement circulaire uniforme.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Décrire le mouvement circulaire uniforme à l’aide de l’analyse algébrique et vectorielle.
- Résoudre des problèmes comportant un mouvement circulaire ou centripète en utilisant les lois de Newton.
- Explorer le mouvement d’un pendule en utilisant les principes du mouvement circulaire.
Descripteurs de compétences : Déterminer les équations pour le mouvement circulaire.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Créer des expressions pour la vitesse maximale dans un cercle sur un plan horizontal à l’aide de la deuxième loi de Newton.
- Créer des expressions pour la vitesse maximale dans un cercle sur un plan vertical à l’aide de la deuxième loi de Newton.
- Créer des expressions pour les virages inclinés à l’aide de la deuxième loi de Newton.
Descripteurs de compétences : Explorer l’évolution des connaissances scientifiques liées au mouvement des planètes
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Décrire comment notre compréhension du mouvement planétaire a évolué au fil du temps (p. ex., lois de Kepler, gravitation universelle).
Descripteurs de compétences : Analyser des forces à distance.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Résoudre des problèmes à l’aide de la loi de la gravitation universelle.
- Représenter les lignes de champ pour les interactions entre particules chargées.
- Résoudre des problèmes à l’aide de la loi de Coulomb.
- Déterminer les équations où la force centripète est causée par des forces à distance.
- Résoudre des problèmes où le mouvement centripète est causé par des forces à distance.
Volet: Champs
Grandes idées: Forces
Descripteurs de compétences : Étudier les relations entre les forces électriques.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Expliquer les champs électriques en tant que régions de l’espace qui influent sur la masse et le changement.
- Décrire les champs électriques, en illustrant la source et la direction des lignes de force.
- Discuter des charges semblables et différentes des champs électriques.
- Expliquer les champs magnétiques en termes de pôles.
Descripteurs de compétences : Examiner les circuits électriques.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Décrire les circuits électriques à l’aide des notions d’énergie, de tension, de courant, de résistance et de puissance.
- Appliquer les lois d’Ohm, de Kirchhoff et de Watt aux circuits en série, en parallèle et mixtes.
- Analyser les forces agissant sur une charge en mouvement et sur un courant électrique.
Volet: Aptitudes intégrées
Grandes idées: Application
Descripteurs de compétences : Adopter des pratiques sécuritaires.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Mener des recherches individuelles ou collaboratives en toute sécurité en suivant un plan.
- Décrire les comportements qui assureront sa sécurité et celle des autres.
- Utiliser des outils de façon sécuritaire pour construire un modèle/prototype.
Descripteurs de compétences : Adopter des pratiques durables.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, ICE, CSAG, DCM
Indicateurs de réussite :
- Évaluer et communiquer les risques et les questions éthiques associés aux méthodes de recherche.
- Mener des expériences scientifiques/sur le terrain tout en respectant l’environnement.
- Nommer les effets de la solution ou de la technologie choisie sur les personnes et l’environnement en fonction de critères.
- Expliquer pourquoi la solution pratique à un problème scientifique ou technologique exige un compromis entre des priorités conflictuelles.
Descripteurs de compétences : Mener des recherches sur la cinématique et la dynamique en deux dimensions, ainsi que sur les circuits électriques.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Concevoir une étude pour une question testable.
- Utiliser les outils appropriés pour recueillir et interpréter les données.
- Réfléchir sur les résultats et en discuter.
Descripteurs de compétences : Appliquer des compétences en recherche.
Compétences globales : CL, CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Créer et présenter une recherche d’intérêt personnel qui enrichit ses connaissances en physique.
- Communiquer des idées scientifiques ou technologiques à différents publics.
- Utiliser la terminologie, les conventions et les représentations scientifiques et technologiques adéquates.
Descripteurs de compétences : Explorer les carrières en physique.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Explorer les carrières en physique au Canada en fonction des intérêts personnels.
- Réfléchir au transfert possible des compétences et des concepts appris en physique au parcours professionnel.