Réviser le brevet physique demande de maîtriser les grandeurs et formules clés du programme de physique de troisième. Cette fiche de révision brevet physique réunit l’essentiel : masse volumique et poids, vitesse et énergie cinétique, loi d’Ohm, puissance et énergie électrique. Pour chaque notion, la fiche brevet physique donne la formule, les unités à respecter et un exemple d’application chiffré, directement mobilisable le jour de l’épreuve.
I. Masse et poids au brevet physique
I.1. La masse volumique
La masse volumique, appelée aussi densité volumique de masse, est une grandeur physique qui caractérise la masse de cette substance par unité de volume.
où r (la masse volumique) est en kg/m3 ou kg.m-3; m (la masse) est en kg ou en g ; V (le volume) est en m3 ou cm3
Par extension :
Exemple : 1 cône a une masse (m) de 250 g et un volume (V) de 20 cm3. Sa masse volumique est de m/ V = 250/ 20 = 12,5 g.cm3
I.2. La valeur du poids
Le poids d’un corps (de masse m) est la force de pesanteur exercée sur lui.
où P (le poids) est en N (Newton); M (la masse) est en kg ou g ; G (l’intensité ou la force de pesanteur) est en N/kg ou N.kg-1
Par extension :
Exemple : Un homme a une masse de 70 kg. L’intensité de la pesanteur sur Terre est 10 N.kg-1 . La valeur du poids de l’homme est de 70 fois 10 soit 700 N
II. VITESSE- ÉNERGIE CINÉTIQUE
II.1. La vitesse d’un objet
La vitesse est une grandeur qui mesure le rapport d’une évolution au temps.
où v (la vitesse) est en m/s ou m.s-1 ou km/h ou km.h-1 ; d (la distance parcouru) en m ou km et t (la durée du parcours) est en s ou h. Pour convertir des km/h en m/s, diviser par 3,6 ou 1m/s = 3,6 km/h
Par extension :
Exemple : un marathonien parcourt les 30 premiers kilomètres en 1 h. Sa vitesse est de 30 km / h ou 30 km. h-1
II.2. L’énergie cinétique d’un objet
L’énergie cinétique d »un objet en mouvement de translation est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement par rapport à un référentiel donné. Sa valeur dépend donc du choix de ce référentiel.
où Ec est en Joule; m en kg ou g; v en m/ s ou km/h
Exemple : Un car de 5000 kg roule à 8 m. s-1 . La valeur de l’énergie cinétique de ce car est de 1/2 fois 5 000 fois 82 = 160 000 J
III. L’électricité au brevet physique
III. 1. La relation tension-intensité : la loi d’Ohm
La loi d’Ohm est une loi physique empirique qui lie l’intensité du courant électrique traversant un dipôle électrique à la tension à ses bornes. Cette loi permet de déterminer la valeur d’une résistance.
où U (la tension) est en Volts (V); R (la résistance) est en Ohms et I l’intensité en Ampères (A).
La résistance R est la capacité d’un conducteur électrique à laisser passer le courant électrique.
L‘intensité I du courant électrique est la quantité d’électricité qui traverse un appareil électrique en une seconde.
Par extension :
Exemple : un conducteur ohmique a une résistance de 50 Ohms et est parcouru par un courant de 2 A d’intensité. La tension à ses bornes est de 50 fois 2 soit 100 V.
III.2. La puissance électrique
La puissance électrique est le produit de la tension électrique aux bornes de laquelle est branchée l’appareil et de l’intensité du courant électrique qui le traverse.
où P la puissance électrique est en Watt (W); la tension U est en Volts (V) et l’intensité I est en Ampères (A).
La tension U aux bornes d’un appareil électrique est la différence d’état électrique qui existe entre l’entrée et la sortie de l’appareil.
Par extension :
Exemple : Un appareil électrique a à ses bornes une tension de 25 V. Il est parcouru par un courant d’intensité électrique de 2 A. La valeur de la puissance électrique reçue par cet appareil est de 25 fois 2 ou 50 W
III.3. L’énergie électrique
L’énergie électrique est l’énergie liée aux phénomènes électriques tels que la circulation du courant électrique.
où E (l’énergie) est en Joule (J), la tension P est en watt (W) et la durée d’utilisation t est en s.
Exemple : Une machine à laver de puissance électrique 10 kW fonctionne durant 3h. La valeur de l’énergie utilisée est de 10 fois 3 ou 30 kWh
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Questions fréquentes
- Quelles sont les formules essentielles du brevet physique ? La masse volumique (m/V), le poids (P = m x g), la vitesse (v = d/t), l’énergie cinétique, la loi d’Ohm (U = R x I), la puissance électrique (P = U x I) et l’énergie électrique (E = P x t).
- Quelle est la différence entre masse et poids au brevet physique ? La masse (en kg) est une propriété de la matière, constante partout ; le poids (en Newton) est la force de pesanteur exercée sur un corps, qui dépend du lieu (donc de g).
- Comment retenir la loi d’Ohm pour le brevet physique ? U = R x I, où U est la tension en Volts, R la résistance en Ohms et I l’intensité en Ampères : connaître deux valeurs permet toujours de calculer la troisième.
- Comment réviser efficacement le brevet physique ? En apprenant chaque formule avec ses unités, en refaisant les exemples chiffrés fournis, puis en s’entraînant sur des sujets d’annales pour automatiser les conversions d’unités.