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Discipline fondamentale : Physique

Objectifs

L'enseignement de la physique fournit un aperçu critique des différents modes de pensée anciens et modernes, en s'attachant à situer la place essentielle que la physique occupe dans notre culture.

Par rapport aux autres sciences expérimentales, la physique tente d'expliquer et d'analyser les phénomènes naturels, tels que les mouvements des corps et des astres, les phénomènes électriques, optiques, acoustiques, la température, etc.

La physique développe l'esprit critique qui permet aux étudiants de compléter ou de s'opposer à leurs intuitions premières, par trop globales et affectives.

L'enseignement est allégé du trop abondant formalisme mathématique, pour mieux insister sur les aspects qualitatifs, historiques, philosophiques et épistémologiques.

Lors de l'évaluation, l’accent est mis sur les méthodes de travail et les concepts de la physique se rapportant aux sujets étudiés en classe.

Savoir-faire

L’étudiant décrit correctement, à l’aide des lois et modèles étudiés, un phénomène naturel. Il distingue entre faits et hypothèses, entre causes et conséquences. Il illustre une loi ou un modèle par un exemple. Il évalue les ordres de grandeurs, respecte la cohérence des unités et reconnaît la vraisemblance d’un résultat. Il reconnaît les limites d’une théorie.

L’étudiant apprend à utiliser des appareils de mesures ou d’observation. L’étudiant structure ses connaissances pour établir cohérence et corrélation entre les divers chapitres d’une science expérimentale et avec les autres disciplines, ainsi qu’avec les activités de la vie quotidienne.

L’étudiant travaille seul ou en équipe.

Programme

Première année :

Mécanique classique (modèle du point matériel) :

  • évolution de la représentation de l’Univers (aspect historique, notions de distance, de temps, d’angle, d’ordres de grandeurs).
  • introduction à la cinématique à une dimension (MRU, MUA et MCU).
  • chute libre (MUA à deux dimensions, introduction de la notion de vecteur)
  • introduction à la dynamique Newtonnienne (notions de forces, de masse, de quantité de mouvement, de travail et d’énergie).

Un sujet à choix, parmi la liste non exhaustive des thèmes suivants :

  • optique géométrique
  • acoustique
  • hydrostatique (pression, Archimède, etc.)
  • notion de température (dilatation, gaz parfait)
  • thèmes en rapport avec l’actualité du moment

Deuxième année :

Electromagnétisme (d’un point de vue pratique) :

  • charges électriques (notions d’isolant, de conducteur)
  • circuits électriques simples (notion de courant et de tension, sources de courants, lampes, chauffage électrique, moteur, fusible, court-circuit, danger, etc.)
  • aimant (propriétés et applications)
  • bobine (électro-aimant, moteur, dynamo, transformateur, etc.)

Un sujet à choix, parmi la liste non exhaustive des thèmes suivants :

  • modèle(s) de la matière et explication de phénomènes tel que la radioactivité, l’émission et l’absorption de lumière, la conductivité électrique et thermique.
  • énergie (production et transformation)
  • chaleur (échanges de chaleur, changements d’états de la matière, formation des nuages, humidité, principe de fonctionnement d’un frigo)
  • ondes (optique et/ou acoustique, applications)
  • thèmes en rapport avec l’actualité du moment

Remarque: Une partie du thème choisi sera présenté de manière interdisciplinaire en collaboration avec les disciplines chimie et biologie.