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Les sciences physiques : observer, mesurer, expliquer

Découvrir la démarche scientifique et le matériel du laboratoire.

Physique 6ème Chapitre 1 / 8 ⏱ 4 h

Ce que tu sauras faire à la fin

  • Décrire les étapes d'une démarche expérimentale
  • Nommer et utiliser le matériel courant
  • Rédiger un compte rendu structuré

Regarde autour de toi : le ciel est bleu, la pluie tombe, une lampe s'allume quand tu appuies sur l'interrupteur, et pendant un orage tu vois toujours l'éclair avant d'entendre le tonnerre. Tous ces phénomènes ont une explication ! Cette année, tu commences une matière toute nouvelle : les sciences physiques. Leur but tient en trois mots passionnants : observer le monde qui t'entoure, mesurer ce qui s'y passe, et expliquer pourquoi.

Contrairement à d'autres matières où l'on apprend surtout des connaissances déjà écrites, en sciences physiques tu vas devenir un peu chercheur toi-même. Tu vas entrer dans une salle spéciale, le laboratoire, manipuler du vrai matériel — béchers, éprouvettes, thermomètres — et vérifier par toi-même ce qui est vrai, au lieu de le croire simplement parce qu'on te l'a dit.

Ce premier chapitre pose les bases de toute l'année : comment un scientifique s'y prend pour découvrir quelque chose de nouveau, avec quel matériel il travaille, quelles règles de sécurité il respecte, et comment il raconte ensuite son expérience dans un compte rendu. Prêt à devenir un vrai savant ? On y va !

1Qu'est-ce qu'une science expérimentale

Il existe plusieurs sciences : les mathématiques, les sciences de la vie et de la Terre, la physique, la chimie... Ce qui rend la physique et la chimie particulières, c'est qu'elles sont des sciences expérimentales.

Définition

Une science expérimentale est une science où une idée sur la nature n'est acceptée comme vraie que si elle a été vérifiée par une expérience, que n'importe qui peut refaire et retrouver le même résultat.

La physique étudie la matière, la lumière, le son, l'électricité et le mouvement. Elle explique des phénomènes que tu observes tous les jours, souvent sans y penser.

Exemple — ce que la physique explique
  • Pourquoi le ciel est bleu pendant la journée.
  • Pourquoi un bateau en métal flotte, alors qu'un clou en métal coule.
  • Pourquoi on entend un écho face à une falaise ou un grand mur.
  • Pourquoi on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre.
Attention

La physique n'est pas de la magie. Chaque phénomène a une cause qu'on peut chercher, tester et vérifier. Dire « c'est comme ça, on ne sait pas pourquoi » n'est jamais une réponse scientifique satisfaisante !

Exemple — observation ou simple opinion ?

« Il fait chaud aujourd'hui à Bamako » est une opinion : chaud pour qui ? par rapport à quoi ?
« Il fait 34 °C34\ \text{°C} à Bamako » est une observation scientifique : un nombre précis, mesuré avec un thermomètre, que tout le monde peut vérifier.

Physique & Co — Ibn al-Haytham, l'inventeur de la méthode expérimentale

Au XIe siècle, à Bassora puis au Caire, le savant arabe Ibn al-Haytham (965-1040) étudie la lumière et la façon dont l'œil voit. Il affirme qu'une idée sur la nature ne doit jamais être crue simplement parce qu'elle paraît logique : il faut la vérifier par des expériences répétées. Dans son grand livre, le Livre d'optique, achevé vers 1021, il décrit des dizaines d'expériences réalisées avec des chambres noires et des miroirs. De nombreux historiens des sciences le considèrent comme le véritable fondateur de la méthode expérimentale — celle que tu vas apprendre dans ce chapitre !

2Observation, hypothèse, expérience, conclusion

Comment un scientifique s'y prend-il, concrètement, pour découvrir quelque chose de nouveau ? Il suit presque toujours le même chemin, en cinq étapes.

2.1  Les cinq étapes de la démarche scientifique

Méthode — la démarche scientifique
  • 1. Observation : je regarde attentivement un phénomène.
  • 2. Question : je me demande pourquoi, ou comment, cela se produit.
  • 3. Hypothèse : je propose une explication possible, que je n'ai pas encore vérifiée.
  • 4. Expérience : j'imagine et je réalise un test qui va vérifier mon hypothèse.
  • 5. Conclusion : je compare le résultat de l'expérience à mon hypothèse, et je réponds à la question.
Le cycle de la démarche scientifique 1Observation 2Question 3Hypothèse 4Expérience 5Conclusion Si l'expérience contredit l'hypothèse, on en imagine une nouvelle, et on recommence.
Figure 1 — Les cinq étapes de la démarche scientifique forment un cycle : si la conclusion ne confirme pas l'hypothèse, on repart avec une nouvelle hypothèse.

Si l'expérience confirme l'hypothèse, super : elle devient une connaissance validée. Si elle la contredit, ce n'est pas un échec — c'est une information précieuse ! On formule alors une nouvelle hypothèse, et on recommence.

2.2  Un exemple mené du début à la fin : l'éclair et le tonnerre

Exemple — pourquoi voit-on l'éclair avant d'entendre le tonnerre ?

Observation. Pendant un orage, on voit toujours l'éclair quelques secondes avant d'entendre le grondement du tonnerre.

Question. Pourquoi cet écart de temps ?

Hypothèse. La lumière de l'éclair et le son du tonnerre sont produits au même instant, mais ils ne voyagent peut-être pas à la même vitesse jusqu'à nous.

Expérience. On mesure, avec un chronomètre, le temps écoulé entre l'éclair et le tonnerre pour plusieurs orages, et on compare cette durée à la distance connue de l'orage.

Conclusion. Plus l'orage est loin, plus l'écart de temps est grand. Cela confirme l'hypothèse : le son met du temps à nous parvenir, la lumière presque aucun.

Les scientifiques ont mesuré ces vitesses avec précision : la lumière parcourt environ 300 000 km300\,000\ \text{km} en une seconde (elle nous paraît instantanée), tandis que le son ne parcourt qu'environ 340 m340\ \text{m} en une seconde dans l'air.

  1. vson≈340 m⋅s−1v_{son} \approx 340\ \text{m·s}^{-1}
  2. doncen 3 s3\ \text{s}, le son parcourt 3×340≈1 020 m≈1 km3 \times 340 \approx 1\,020\ \text{m} \approx 1\ \text{km}
  3. d'oùd(km)≈t(s)3d(\text{km}) \approx \dfrac{t(\text{s})}{3}règle pratique pour estimer la distance d'un orage
Exemple express — une autre démarche en miniature

Observation : l'eau salée de la mer met plus longtemps à geler que l'eau douce d'une rivière, en hiver. Hypothèse : le sel dissous abaisse la température à laquelle l'eau gèle. Expérience : on place deux bacs au congélateur, l'un d'eau pure, l'autre d'eau salée, et on relève la température de congélation de chacun. Conclusion : si l'eau salée gèle bien à une température plus basse, l'hypothèse est confirmée.

Physique & Co — Peut-on mesurer la vitesse de la lumière ?

En 1676, l'astronome danois Ole Rømer observe les éclipses d'Io, une lune de Jupiter. Il remarque qu'elles semblent parfois en retard, parfois en avance, selon que la Terre est plus proche ou plus loin de Jupiter. Il en déduit, le premier, que la lumière ne se déplace pas de façon instantanée : elle est extrêmement rapide, mais met tout de même un peu de temps à voyager. Une magnifique démarche scientifique, menée uniquement avec des observations !

2.3  Pourquoi mesurer plutôt que faire confiance à ses yeux ?

Tu pourrais penser que tes sens (les yeux, les oreilles, le toucher) suffisent pour observer le monde. Mais tes sens peuvent te tromper !

Une illusion d'optique : deux segments pourtant identiques A B Même longueur, mesurée à la règle : les segments A et B sont identiques
Figure 2 — L'illusion de Müller-Lyer : le segment A paraît plus long que le segment B à cause des chevrons, alors que les deux traits centraux ont exactement la même longueur. Seule la mesure permet de le vérifier.
Définition

Mesurer, c'est comparer une grandeur (une longueur, une masse, une durée...) à une unité de référence, à l'aide d'un instrument. Un instrument de mesure ne se trompe jamais d'humeur : il donne toujours le même résultat pour la même grandeur.

Attention

En sciences, on ne dit jamais « c'est long » ou « c'est lourd ». On dit « 15 cm15\ \text{cm} » ou « 240 g240\ \text{g} » : un nombre suivi d'une unité, obtenu avec un instrument.

3Le matériel de laboratoire

Chaque instrument du laboratoire a un rôle précis : mesurer une grandeur, ou manipuler la matière en toute sécurité. Apprends à les reconnaître et à les nommer : c'est la base du vocabulaire scientifique.

3.1  Un instrument pour chaque grandeur

InstrumentGrandeur mesuréeUnité usuelle
Éprouvette graduéeVolumemL\text{mL}, L\text{L}
BalanceMasseg\text{g}, kg\text{kg}
ThermomètreTempérature°C\text{°C}
ChronomètreDurées\text{s}, min\text{min}
Règle graduéeLongueurcm\text{cm}, mm\text{mm}

D'autres objets ne mesurent rien, mais servent à contenir, mélanger ou chauffer les produits : le bécher, l'erlenmeyer, le tube à essai et la pince en bois, qui permet de tenir un tube à essai chaud sans se brûler.

Le matériel de base du laboratoire Bécher Éprouvette graduée Tube à essai Erlenmeyer Thermomètre 128 g Balance
Figure 3 — Le matériel de base du laboratoire de sciences physiques, et la grandeur qu'il permet de mesurer ou l'usage auquel il sert.

3.2  Bien lire une mesure

Méthode — lire le volume dans une éprouvette graduée

Pose l'éprouvette bien droite sur la table. Place tes yeux au niveau du liquide (pas au-dessus, pas en-dessous). Le liquide forme une courbe, le ménisque : lis la graduation au niveau du creux de cette courbe.

Exemple — lecture d'un volume

Le creux du ménisque se trouve juste sur la graduation 37 mL37\ \text{mL}. On convertit en litres :

  1. 37 mL=371 000 L37\ \text{mL} = \dfrac{37}{1\,000}\ \text{L}1 L=1 000 mL1\ \text{L} = 1\,000\ \text{mL}
  2. ==0,037 L0{,}037\ \text{L}
Exemple — convertir des masses
  1. 1 500 g=1,5 kg1\,500\ \text{g} = 1{,}5\ \text{kg}1 kg=1 000 g1\ \text{kg} = 1\,000\ \text{g}
  2. 0,75 kg=750 g0{,}75\ \text{kg} = 750\ \text{g}

4Règles de sécurité

Un laboratoire est un endroit passionnant, mais on y manipule parfois des produits ou des instruments chauffants. Respecter les règles de sécurité n'est pas une option : c'est ce qui te protège, toi et tes camarades.

Attention — les règles à respecter toujours
  • Porter une blouse et des lunettes de protection.
  • Attacher les cheveux longs, ne jamais courir dans le laboratoire.
  • Ne jamais goûter, ni sentir de près un produit chimique.
  • Ne manipuler un appareil chauffant qu'en présence du professeur.
  • Prévenir immédiatement le professeur en cas d'accident ou de bris de verre.
  • Se laver les mains après chaque manipulation.
  • Ranger et nettoyer le matériel après usage.

Sur les flacons de produits, des pictogrammes (petits dessins dans un losange) préviennent des dangers : une flamme pour un produit inflammable, une tête de mort pour un produit toxique, une main brûlée pour un produit corrosif. Apprends à les reconnaître avant d'ouvrir un flacon.

Exemple — le bon réflexe

Un flacon porte le pictogramme « corrosif ». Le bon réflexe est de le manipuler avec des gants, sans jamais le renverser, et de le refermer aussitôt après usage.

Exemple — l'erreur à ne jamais commettre

Sentir un produit inconnu en approchant le flacon tout près du nez est dangereux : certains gaz peuvent brûler les voies respiratoires. Le bon geste consiste à agiter doucement la main au-dessus du flacon ouvert, pour ramener un peu d'air vers son nez, à distance.

5Rédiger un compte rendu d'expérience

Une expérience qui reste seulement « dans la tête » ne sert à personne. Un vrai scientifique écrit ce qu'il a fait, pour que n'importe qui puisse comprendre sa démarche et refaire l'expérience.

Définition

Un compte rendu d'expérience est un texte structuré qui décrit précisément ce qu'on a fait, observé et conclu pendant une expérience.

5.1  La structure d'un compte rendu

Méthode — les six parties d'un compte rendu
  • Titre : de quoi parle l'expérience ?
  • Objectif : quelle question cherche-t-on à résoudre ?
  • Matériel : la liste précise de tout ce qu'on utilise.
  • Protocole : les étapes, numérotées, réalisées dans l'ordre.
  • Observations : les résultats obtenus (nombres, schéma, tableau).
  • Conclusion : la réponse à l'objectif, en lien avec l'hypothèse.
Exemple — un compte rendu complet

Titre. Le sucre se dissout-il plus vite dans l'eau chaude ou dans l'eau froide ?

Objectif. Comparer la vitesse de dissolution du sucre selon la température de l'eau.

Matériel. Deux béchers, un thermomètre, une balance, une cuillère, du sucre en poudre, de l'eau.

Protocole.

  1. Verser 200 mL200\ \text{mL} d'eau froide dans le bécher A et 200 mL200\ \text{mL} d'eau chaude dans le bécher B.
  2. Peser 10 g10\ \text{g} de sucre pour chaque bécher.
  3. Verser le sucre dans chaque bécher au même instant, sans remuer.
  4. Chronométrer le temps nécessaire à la disparition complète du sucre.

Observations. Le sucre disparaît en 210 s210\ \text{s} dans le bécher A (eau froide) et en 70 s70\ \text{s} dans le bécher B (eau chaude).

Conclusion. Le sucre se dissout bien plus vite dans l'eau chaude. L'hypothèse (la chaleur accélère la dissolution) est confirmée.

Attention

Un objectif comme « étudier le sucre » est trop vague. Un bon objectif se formule comme une question précise à laquelle l'expérience va répondre, par exemple « le sucre se dissout-il plus vite dans l'eau chaude ? ».

Derrière chaque grande découverte, il y a des scientifiques qui ont observé, mesuré et conclu — souvent après des années de travail. Ces métiers existent aussi aujourd'hui : physicien, chimiste, ingénieur, technicien de laboratoire, professeur de sciences...

Quelques grandes dates de la physique (frise non proportionnelle aux durées) 1021 Ibn al-Haytham père de l'optique 1609 Galilée 1ère lunette astronomique 1687 Isaac Newton lois du mouvement 1898 Marie Curie radium et polonium 1966 C. A. Diop carbone 14 (Dakar)
Figure 4 — Cinq dates marquantes de l'histoire de la physique, du savant arabe Ibn al-Haytham au physicien sénégalais Cheikh Anta Diop.
Physique & Co — Cheikh Anta Diop, physicien sénégalais

Cheikh Anta Diop (1923-1986), né à Thiès au Sénégal, est physicien avant d'être historien. Formé à Paris, il s'intéresse à la datation par le carbone 14, une méthode physique qui permet de connaître l'âge d'un objet ancien en mesurant la radioactivité qu'il contient. En 1966, il crée à Dakar, au sein de l'IFAN, l'un des tout premiers laboratoires de datation au carbone 14 d'Afrique. Grâce à des mesures physiques rigoureuses, il éclaire l'histoire du continent africain.

Fiche mémo

  • La physique et la chimie sont des sciences expérimentales : une idée n'est validée que si l'expérience la confirme.
  • Les 5 étapes : observation → question → hypothèse → expérience → conclusion.
  • Si l'expérience contredit l'hypothèse, on en propose une nouvelle : ce n'est jamais un échec.
  • Mesurer = comparer une grandeur à une unité avec un instrument (les sens peuvent tromper).
  • Éprouvette graduée → volume (mL\text{mL}, L\text{L}) ; balance → masse (g\text{g}, kg\text{kg}) ; thermomètre → température (°C\text{°C}) ; chronomètre → durée (s\text{s}).
  • Ménisque : lire au niveau des yeux, au creux de la courbe du liquide.
  • 1 L=1 000 mL1\ \text{L} = 1\,000\ \text{mL} ; 1 kg=1 000 g1\ \text{kg} = 1\,000\ \text{g}.
  • Vitesse du son ≈340 m⋅s−1\approx 340\ \text{m·s}^{-1} ; distance d'un orage (km) ≈\approx secondes entre éclair et tonnerre ÷ 3\div\ 3.
  • Sécurité : blouse, lunettes, ne jamais goûter ni sentir de près, prévenir le professeur.
  • Compte rendu : Titre, Objectif, Matériel, Protocole, Observations, Conclusion.

6Exercices corrigés

Niveau 1 — Application directe
1

Remets dans le bon ordre les cinq étapes de la démarche scientifique : Expérience — Hypothèse — Conclusion — Question — Observation.

Voir le corrigé détaillé

L'ordre correct est : 1. Observation (je regarde) → 2. Question (je me demande pourquoi) → 3. Hypothèse (je propose une explication) → 4. Expérience (je teste mon hypothèse) → 5. Conclusion (je réponds à la question).

2

Convertis en litres : 250 mL250\ \text{mL} ; 3 200 mL3\,200\ \text{mL} ; 45 mL45\ \text{mL}. Convertis en millilitres : 0,5 L0{,}5\ \text{L}.

Voir le corrigé détaillé
  1. 250 mL=0,25 L250\ \text{mL} = 0{,}25\ \text{L}1 L=1 000 mL1\ \text{L} = 1\,000\ \text{mL}
  2. 3 200 mL=3,2 L3\,200\ \text{mL} = 3{,}2\ \text{L}
  3. 45 mL=0,045 L45\ \text{mL} = 0{,}045\ \text{L}
  4. 0,5 L=500 mL0{,}5\ \text{L} = 500\ \text{mL}
3

Convertis en kilogrammes : 1 500 g1\,500\ \text{g} ; 80 g80\ \text{g}. Convertis en grammes : 0,75 kg0{,}75\ \text{kg} ; 2,4 kg2{,}4\ \text{kg}.

Voir le corrigé détaillé
  1. 1 500 g=1,5 kg1\,500\ \text{g} = 1{,}5\ \text{kg}1 kg=1 000 g1\ \text{kg} = 1\,000\ \text{g}
  2. 80 g=0,08 kg80\ \text{g} = 0{,}08\ \text{kg}
  3. 0,75 kg=750 g0{,}75\ \text{kg} = 750\ \text{g}
  4. 2,4 kg=2 400 g2{,}4\ \text{kg} = 2\,400\ \text{g}
4

Associe chaque instrument à la grandeur qu'il mesure : thermomètre, balance, éprouvette graduée, chronomètre — à associer avec température, masse, volume, durée.

Voir le corrigé détaillé

Thermomètre → température (°C\text{°C}). Balance → masse (g\text{g}, kg\text{kg}). Éprouvette graduée → volume (mL\text{mL}, L\text{L}). Chronomètre → durée (s\text{s}, min\text{min}).

5

Cite trois règles de sécurité à respecter au laboratoire, et explique pourquoi l'une d'elles est importante.

Voir le corrigé détaillé

Par exemple : porter des lunettes de protection ; ne jamais goûter un produit ; se laver les mains après la manipulation. Les lunettes de protection sont essentielles car un liquide peut éclabousser et abîmer les yeux, qui sont très fragiles et ne se réparent pas.

Niveau 2 — Approfondissement
6

Fatou observe qu'une plante posée près de la fenêtre penche toujours vers la lumière. Rédige : 1° une observation ; 2° une question ; 3° une hypothèse possible (tu n'as pas besoin de réaliser l'expérience).

Voir le corrigé détaillé

1. Observation. La tige de la plante n'est pas droite : elle est inclinée vers la fenêtre.

2. Question. Pourquoi la plante penche-t-elle toujours du même côté ?

3. Hypothèse. La plante grandit en s'orientant vers la lumière du jour, qui vient de la fenêtre.

7

Awa entend le tonnerre 9 s9\ \text{s} après avoir vu l'éclair. Calcule la distance approximative de l'orage, en km puis en m.

Voir le corrigé détaillé
  1. d(km)≈t(s)3d(\text{km}) \approx \dfrac{t(\text{s})}{3}
  2. ==93\dfrac{9}{3}
  3. ==3 km3\ \text{km}
  4. 3 km=3 000 m3\ \text{km} = 3\,000\ \text{m}

L'orage se trouve à environ 3 km, soit 3 000 m.

8

Voici trois phrases sur un ballon de football : A. « Le ballon rebondit plus haut quand il est bien gonflé. » B. « L'air comprimé à l'intérieur pousse peut-être plus fort sur le sol. » C. « Après avoir mesuré la hauteur de rebond pour trois pressions différentes, on confirme que plus le ballon est gonflé, plus il rebondit haut. » Indique quelle phrase est l'observation, laquelle est l'hypothèse, laquelle est la conclusion.

Voir le corrigé détaillé

A est l'observation : un simple constat, fait avant toute expérience. B est l'hypothèse : une explication proposée, avec le mot « peut-être », pas encore vérifiée. C est la conclusion : elle s'appuie sur des mesures réalisées lors d'une expérience.

9

Un bécher contient 0,75 L0{,}75\ \text{L} d'eau. On y ajoute 250 mL250\ \text{mL} de sirop. Quel est le volume total, en mL puis en L ?

Voir le corrigé détaillé
  1. 0,75 L=750 mL0{,}75\ \text{L} = 750\ \text{mL}
  2. volume total =750+250= 750 + 250
  3. ==1 000 mL1\,000\ \text{mL}
  4. ==1 L1\ \text{L}
Niveau 3 — Défi
10

Léa se demande si un glaçon fond plus vite posé sur une assiette en métal ou sur une assiette en plastique, à température ambiante.

  1. Formule une hypothèse plausible.
  2. Décris un protocole expérimental permettant de la tester (matériel, étapes).
  3. Imagine un résultat cohérent avec ton hypothèse et rédige la conclusion correspondante.
Voir le corrigé détaillé

1. Hypothèse. Le métal transmet mieux la chaleur de l'air que le plastique : le glaçon devrait donc fondre plus vite sur l'assiette en métal.

2. Protocole. Matériel : deux glaçons de taille identique, une assiette en métal, une assiette en plastique, un chronomètre. Étapes : (1) poser les deux assiettes côte à côte, à la même température ambiante ; (2) déposer un glaçon sur chaque assiette au même instant ; (3) chronométrer le temps nécessaire à la fonte complète de chaque glaçon.

3. Résultat imaginé et conclusion. Le glaçon sur l'assiette en métal fond en 6 min6\ \text{min}, celui sur l'assiette en plastique en 14 min14\ \text{min}. Le glaçon fond bien plus vite sur le métal : l'hypothèse est confirmée.

11

Pendant un TP, Moussa fait ceci : 1° il sent directement un flacon de produit inconnu ; 2° il court pour aller chercher une balance ; 3° il ne remet pas ses lunettes après une pause. Pour chacune de ces trois actions, explique pourquoi c'est dangereux et donne le bon geste à adopter.

Voir le corrigé détaillé

1. Sentir un produit de près est dangereux : certains produits dégagent des vapeurs qui brûlent le nez et les voies respiratoires. Bon geste : agiter doucement la main au-dessus du flacon ouvert pour ramener un peu d'air vers soi, à distance.

2. Courir dans un laboratoire est dangereux : on peut heurter une table, faire tomber du matériel en verre ou renverser un produit. Bon geste : toujours se déplacer en marchant.

3. Ne pas porter ses lunettes expose les yeux à une projection possible de liquide. Bon geste : garder les lunettes de protection tout le long du TP, même pendant les pauses.

12

Un village se trouve à 4 km4\ \text{km} d'un orage.

  1. En utilisant la règle du cours, calcule au bout de combien de secondes on entendra le tonnerre après avoir vu l'éclair.
  2. Explique, en une phrase, pourquoi on voit l'éclair de façon quasi instantanée alors qu'il faut attendre pour entendre le tonnerre.
Voir le corrigé détaillé

1. On utilise la règle inverse : t(s)≈d(km)×3t(\text{s}) \approx d(\text{km}) \times 3.

  1. t≈4×3t \approx 4 \times 3
  2. ==12 s12\ \text{s}

Le tonnerre sera entendu environ 12 s après l'éclair.

2. La lumière parcourt 300 000 km300\,000\ \text{km} en une seconde, ce qui est tellement rapide qu'elle nous paraît instantanée, alors que le son ne parcourt que 340 m340\ \text{m} en une seconde : il met donc un temps mesurable pour arriver jusqu'à nous.

Niveau 4 — Problèmes de vie courante
13

Le laboratoire du collège (Dakar). Le collège de Dakar achète du matériel pour son laboratoire : 44 éprouvettes graduées à 2 5002\,500 F CFA l'une, 22 thermomètres à 3 0003\,000 F CFA l'un, et une balance à 15 00015\,000 F CFA. Calcule le coût total de cet achat.

Voir le corrigé détaillé
  1. éprouvettes : 4×2 500=10 000 F CFA4 \times 2\,500 = 10\,000\ \text{F CFA}
  2. thermomètres : 2×3 000=6 000 F CFA2 \times 3\,000 = 6\,000\ \text{F CFA}
  3. balance : 15 000 F CFA15\,000\ \text{F CFA}
  4. total10 000+6 000+15 00010\,000 + 6\,000 + 15\,000
  5. ==31 000 F CFA31\,000\ \text{F CFA}

L'achat total coûte 31 000 F CFA.

14

L'orage de Kouassi (Abidjan). À Abidjan, Kouassi observe un orage : il entend le tonnerre 6 s6\ \text{s} après l'éclair.

  1. Calcule la distance approximative de l'orage, en km.
  2. Un taxi-moto facture 150150 F CFA par kilomètre parcouru. Si Kouassi devait parcourir cette distance en taxi-moto, combien cela coûterait-il ?
Voir le corrigé détaillé

1.

  1. d≈63d \approx \dfrac{6}{3}
  2. ==2 km2\ \text{km}

2.

  1. coût =2×150= 2 \times 150
  2. ==300 F CFA300\ \text{F CFA}

L'orage est à environ 2 km, et le trajet coûterait 300 F CFA.

15

Le jus de bissap d'Aïcha (Ndjamena). À Ndjamena, Aïcha vend du jus de bissap. Elle mesure chaque portion avec une éprouvette graduée : chaque verre contient 250 mL250\ \text{mL}. Elle vend un verre à 200200 F CFA.

  1. Un client achète 33 verres : quel volume total, en L, a-t-il reçu ?
  2. Combien a-t-il payé ?
  3. Aïcha a préparé 4 L4\ \text{L} de jus ce matin : combien de verres complets peut-elle servir ?
Voir le corrigé détaillé

1.

  1. 3×250=750 mL3 \times 250 = 750\ \text{mL}
  2. ==0,75 L0{,}75\ \text{L}

2.

  1. 3×200=600 F CFA3 \times 200 = 600\ \text{F CFA}

3.

  1. 4 L=4 000 mL4\ \text{L} = 4\,000\ \text{mL}
  2. nombre de verres =4 000250= \dfrac{4\,000}{250}
  3. ==1616

Le client reçoit 0,75 L pour 600 F CFA, et Aïcha peut servir 16 verres complets avec ses 4 L de jus.

📝 QCM de fin de leçon — 20 questions

Coche une réponse par question, puis clique sur « Vérifier mes réponses » : tu obtiens ta note sur 20 avec la correction détaillée de chaque question.

Qu'est-ce qu'une science expérimentale ?

Explication : En sciences expérimentales comme la physique et la chimie, une idée doit être testée par une expérience que n'importe qui peut refaire.

Quelle est la toute première étape de la démarche scientifique ?

Explication : On commence toujours par observer attentivement un phénomène, avant de se poser une question.

Qu'est-ce qu'une hypothèse, dans une démarche scientifique ?

Explication : Une hypothèse est une explication imaginée avant l'expérience. C'est justement l'expérience qui va dire si elle est vraie ou fausse.

À quoi sert l'expérience, dans la démarche scientifique ?

Explication : L'expérience est le test concret qui permet de vérifier l'hypothèse proposée.

Que fait-on à l'étape de la conclusion ?

Explication : La conclusion compare ce que l'expérience a montré avec l'hypothèse de départ, pour répondre à la question posée.

Pendant un orage, on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre. L'expérience montre que plus l'orage est loin, plus l'écart de temps est grand. Que peut-on en conclure ?

Explication : Le résultat confirme l'hypothèse : la lumière parcourt 300 000 km300\,000\ \text{km} en une seconde, elle nous paraît instantanée, tandis que le son ne parcourt qu'environ 340 m340\ \text{m} en une seconde.

Pourquoi préfère-t-on mesurer avec un instrument plutôt que faire confiance uniquement à ses yeux ou à ses oreilles ?

Explication : Par exemple, deux segments peuvent paraître de longueurs différentes à l'œil (illusion d'optique) alors qu'une règle prouve qu'ils sont identiques. Seule la mesure donne un résultat fiable.

Que signifie « mesurer », en sciences ?

Explication : Mesurer, c'est utiliser un instrument pour obtenir un nombre suivi d'une unité, par exemple 15 cm15\ \text{cm} ou 240 g240\ \text{g}, jamais juste « c'est long » ou « c'est lourd ».

Quelle grandeur mesure-t-on avec une éprouvette graduée ?

Explication : L'éprouvette graduée sert à mesurer un volume de liquide, en mL ou en L.

Quelle grandeur mesure-t-on avec une balance ?

Explication : La balance mesure une masse, exprimée en grammes (g) ou en kilogrammes (kg).

Quelle grandeur mesure-t-on avec un thermomètre ?

Explication : Le thermomètre mesure une température, en degrés Celsius (°C).

Quelle grandeur mesure-t-on avec un chronomètre ?

Explication : Le chronomètre mesure une durée, en secondes (s) ou en minutes (min).

Un bécher contient 250 mL250\ \text{mL} d'eau. Quel est ce volume en litres ?

Explication : Comme 1 L=1 000 mL1\ \text{L} = 1\,000\ \text{mL} :
250 mL=2501 000250\ \text{mL} = \dfrac{250}{1\,000}
=0,25 L= 0{,}25\ \text{L}.

Une masse de 1 500 g1\,500\ \text{g} correspond, en kilogrammes, à :

Explication : Comme 1 kg=1 000 g1\ \text{kg} = 1\,000\ \text{g} :
1 500 g=1 5001 0001\,500\ \text{g} = \dfrac{1\,500}{1\,000}
=1,5 kg= 1{,}5\ \text{kg}.

Quelle règle de sécurité faut-il TOUJOURS respecter au laboratoire ?

Explication : On ne goûte et on ne sent jamais un produit chimique de près : certains produits sont toxiques ou peuvent brûler les voies respiratoires.

Sur un flacon, un pictogramme représente une main brûlée. Que signifie-t-il ?

Explication : Une main brûlée dans un losange signale un produit corrosif : il peut abîmer la peau au contact.

Dans un compte rendu d'expérience, quelle partie liste précisément tout ce qu'on utilise (béchers, thermomètre, produits...) ?

Explication : La partie « Matériel » liste tout ce qui est utilisé pendant l'expérience, avant de décrire le protocole.

On sait que le temps entre l'éclair et le tonnerre, en secondes, divisé par 3, donne la distance de l'orage en km. Awa entend le tonnerre 9 s9\ \text{s} après l'éclair. À quelle distance environ se trouve l'orage ?

Explication : On applique la règle :
d≈t3=93d \approx \dfrac{t}{3} = \dfrac{9}{3}
=3 km= 3\ \text{km}.

À Abidjan, Kouassi entend le tonnerre 6 s6\ \text{s} après l'éclair (l'orage est donc à 2 km2\ \text{km}). Un taxi-moto facture 150150 F CFA par kilomètre. Combien coûterait un trajet de cette distance ?

Explication : On multiplie le prix au km par la distance :
coût =2×150= 2 \times 150
=300 F CFA= 300\ \text{F CFA}.

Une expérience contredit l'hypothèse de départ. Que doit faire le scientifique ?

Explication : Si l'expérience contredit l'hypothèse, ce n'est pas un échec mais une information précieuse : on formule une nouvelle hypothèse et on recommence la démarche.
Chapitre suivant →Mesurer une longueur, une masse, une durée
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