Compter les mois est plus compliqué. Initialement basé sur le cycle lunaire de 29,5 jours, on ne pouvait pas l'arrondir à 30 car 12 mois de 30 jours (360 jours) ne faisaient pas une année.
Toute la difficulté vient de l'année qui ne fait pas un nombre entier de jours. La Terre tourne autour du Soleil en 365,2425 jours soit pratiquement 365 jours + 1/4 de jour (365,25). Si on néglige ce 1/4 de jour, alors on cumule des décalages qui peuvent amener le mois de janvier en plein été (au bout de 800 ans).
C'est en 46 avant JC, sous le règne de Jules César, que cette réforme de l'année bissextile a été entreprise. Ce calendrier se nomme pour cela le calendrier julien. Il fut à nouveau réformé en 1582 par le pape Grégoire XIII.
]]>La Lune peut passer derrière la Terre et traverser le cône d’ombre de la Terre.
Ou bien la Lune passe entre le Soleil et la Terre et c’est la Terre qui traverse le cône d’ombre de la Lune.
Qu’observe-t-on sur Terre ?
Lors d’une éclipse de Lune, l’observateur est côté nuit. C’est la pleine Lune et la nuit est claire. Mais soudain, une ombre progresse et semble rogner la Lune. C’est l’ombre de la Terre qui bloque la lumière du Soleil.
Une éclipse totale de Soleil est bien plus impressionnante, car elle survient côté jour. La Lune progresse lentement et vient s’intercaler entre le Soleil et nos yeux. Son ombre se projette sur la Terre.
Un observateur ne peut pas voir la Lune avancer devant le Soleil, car ce dernier est bien trop brillant. Pour la voir, il faut porter des lunettes de protection.
Quand l’alignement est parfait et que le disque solaire est complètement occulté, l’obscurité s’installe soudainement.
C’est le seul moment permis pour retirer ses lunettes de protection et vivre la magie d’une éclipse totale de Soleil.
Cinq minutes plus tôt, il faisait encore jour et maintenant, c’est la nuit et les étoiles sont bien visibles dans le ciel.
La Lune couvre parfaitement le Soleil et une mince couronne brillante l’entoure. C’est la couronne solaire.
Ce n’est pas l’éclipse qui provoque cette apparition. La couronne existe en permanence. L’occultation du disque solaire révèle à nos yeux cette couche externe de l’atmosphère solaire.
Les conditions qui permettent de voir une éclipse totale de Soleil sont rares :
Premièrement, l’alignement entre le Soleil, la Lune et l’observateur doit être parfait sinon la Lune n’occulte qu’une partie du Soleil. Le ciel s’assombrit , mais pas complètement. C’est une éclipse partielle et à aucun moment l’observateur ne pourra retirer ses lunettes de protection lorsqu’il regarde vers le Soleil.
Ensuite, L’orbite de la Lune étant légèrement elliptique, la distance Terre-Lune varie. Si la Lune est trop loin au moment de l’alignement, c’est une éclipse annulaire qui est observée. Si la Lune est trop proche, son diamètre apparent est plus grand que celui du Soleil. L’éclipse est totale mais la couronne solaire n’est pas visible.
Dernière condition, il faut avoir la chance de se trouver à l’heure dite sur la mince trajectoire de l’éclipse.
Ajoutons enfin qu’un prodigieux hasard rend l’éclipse solaire absolument incroyable. La Lune est 400 fois plus petite que le Soleil mais le hasard fait
qu’elle est aussi 400 fois plus proche.
Dit autrement, la Terre se trouve à l’unique endroit qui permet au disque lunaire d’avoir en apparence la même taille que le disque solaire.
Si une éclipse totale de Soleil passe à proximité, ne loupez pas un tel événement. Et surtout, n’oubliez pas de vous équiper de lunettes de protection certifiées.
Eclipse de Lune :
Éclipse de soleil :
La vidéo Éclipse totale de Soleil d'eduMedia explique ces phénomènes.
]]>Noter que le diamètre du Soleil (1,4 millions de km) est 400 fois plus gros que la distance Terre-Lune (384 000 km). Comme le diamètre de la Lune est 400 fois petit que celui du Soleil, le diamètre apparent de la Lune dans le ciel est le même que celui du Soleil vu de la Terre. C'est ce prodigieux hasard qui rend une éclipse totale de Soleil exceptionnelle. Le phénomène d'éclipse existe sur d'autres planètes (voir les photos de l'éclipse de Soleil provoquée par Io sur Jupiter en 2019) mais la Terre est à la position parfaite pour observer la couronne solaire qui déborde du disque solaire lors d'une éclipse totale.
Une autre façon de se représenter ces distances et proportions est de considérer le Soleil comme un gros pamplemousse (14 cm). La Terre serait alors un grain de 1,2 mm situé à 15 m ! Autant dire invisible du pamplemousse
Ces écarts permettent d'expliquer pourquoi l'alignement entre le Soleil la Terre et la Lune lors d'une éclipse de Soleil est un phénomène exceptionnel; Surtout si l'on considère que le plan de l'orbite Terre Lune n'est pas dans le plan de l'orbite Terre-Soleil (écliptique). Cette inclinaison (5°) fait que quand la Lune passe entre la Terre et le Soleil, elle est parfois au-dessus ou en dessous de l'écliptique et son ombre passera au-dessus ou en dessous de la Terre sans provoquer aucune éclipse.
Crédits photos: Voie lactée: ESO/S. Brunier; Soleil : NASA JPL; Lune: NASA's Scientific Visualization Studio; Terre: http://planetpixelemporium.com/planets.html.
]]>Les échelles ne sont pas respectées.
]]>Ces matières peuvent être classées en deux catégories :
Dans la catégorie des mélanges, il est possible de les différencier en mélange homogène ou mélange hétérogène.
]]>Ce simulateur pour permet d'introduire les propriétés fondamentales des circuits :
Cette animation permet de construire tous les types de circuits électriques avec des piles de 1,5 V. Il est vivement conseillé de réaliser de vraies expériences en classe avec des piles et des ampoules.
IL NE FAUT JAMAIS UTILISER LA TENSION DU SECTEUR OU DES BATTERIES DE VOITURE POUR MENER DES EXPÉRIENCES.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
]]>Cliquer dans le petit écran pour faire apparaître le pavage complet.
Faire glisser une forme sur la scène puis la faire tourner.
Faire glisser une forme sur la poubelle pour la supprimer ou cliquer sur le bouton [rewind] en bas à gauche pour tout supprimer.
]]>Cliquer sur [next-image] pour avancer pas à pas.
]]>Le thermomètre à mercure ou à alcool est constitué :
La lecture de la graduation atteinte par le niveau du liquide indique la température.
]]>Retenons que sur cette expérience repose le principe de la production d'électricité dans de nombreuses centrales.
]]>La force de poussée a une double action : elle vient contrer la force de frottement (trainée), mais elle provoque aussi la portance qui maintient l'avion en l'air.
La circulation de l'air à haute vitesse, et la forme particulière des ailes permettent de générer la force de portance.
Si la poussée diminue, l'avion ralentit et sa portance diminue également.
]]>L'angioplastieest une technique peu invasive qui permet de dilater l'artère à l'endroit du rétrécissement (aussi appelé sténose).
À l’aide d’un cathéter introduit dans l’aine (artère fémorale) ou dans le bras (artère radiale), on amène jusque sur le lieu de la sténose un ballon qu’on gonfle et dégonfle à plusieurs reprises pour écraser la plaque.
Le chirurgien placera parfois une prothèse métallique ayant la forme d’un petit ressort (stent) qui, tout en écrasant la plaque, restera incrustée dans la paroi interne. Certaines prothèses sont recouvertes de médicaments (stent actif) pour diminuer le risque d’une récidive (re-sténose).
]]>L'évolution dans le temps de ces trois grandeurs est tracée sous forme de graphiques. Sont représentés ici le mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante) et le mouvement rectiligne uniformément accéléré ou décéléré (accélération ou décélération constante).
]]>Cliquer sur [play] ou [pause] pour lire ou stopper la séquence.
eduMedia a fait un dossier interactif complet sur le thème d'une épidémie. Cliquez sur Virus, vaccin, le sujet viral pour y accéder.
]]>Les matériaux utilisés sont issus de la région : les pieux sont en Pins des Landes, les pierres viennent des carrières de Saint-Macaire ou de la vallée du Dropt, les briques étaient cuites à la Bastide avec du limon du fleuve.
Le pont de pierre est un pont à arches multiples (voir l'animation sur les différents types de ponts).
Le dossier pédagogique Les ponts vous en dit plus sur l'histoire des ponts depuis 2 000 ans.
Bibliographie :
Lorsque la température augmente, la plupart des matériaux subissent une augmentation de leur volume. Cette expansion se traduit, au niveau microscopique, par un plus grand espacement des molécules. C'est cette expansion qu'on nomme dilatation. Inversement, une baisse de température se traduit par une contraction.
Cette propriété s'observe pour tous les états de la matière mais elle n'est pas souvent visible.
Cliquer sur le bouton 'Molécules' pour faire un zoom dans la matière.
]]>Le vent érode les reliefs par un effet mécanique. Des particules sont arrachées à son passage. Le pouvoir polissant ou abrasif du vent est renforcé par la présence de sable et poussière.
L'eau a une action mécanique (impact des gouttes d'eau nommé effet splash) et chimique (dissolution des calcaires).
La durée et les effets de ces phénomènes sont très variables. De quelques heures (avalanche, ouragans ...) à plusieurs millions d'années.
Notons enfin que la gravité, qui attire vers le bas tous les corps, est un paramètre omniprésent qui nivelle le relief.
]]>Une charge électrique crée en tout point de l'espace une perturbation nommée champ électrique. C'est un champ vectoriel noté E dont l'unité est le Volt par mètre [V/m].
]]>Les aliments ingérés parcourent le tube digestif. Ils y subissent des actions mécaniques (mastication, brassage) et l’action chimique des sucs des glandes digestives. Une partie des aliments est transformée en nutriments solubles. Ils passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle, puis sont transportés aux organes. Dans le côlon, les aliments non digérés sont éliminés sous forme d’excréments
]]>Son centre se situe à l'intersection des bissectrices.
]]>
Les sédiments arrachés aux parois sont évacués par l'eau jusqu'en aval, où ils s'accumulent là où la vitesse devient trop faible pour les transporter.
]]>Les phénomènes d'influence sont négligés.
]]>Pour la thyroïde, par exemple, qui est une glande endocrine située à la base du cou, on choisit un isotope radioactif de l'iode (iode 123), ou parfois du technetium. L'image obtenue nous renseigne d’une part sur la morphologie de la glande, mais surtout sur son activité physiologique.
]]>Cliquer dans un des quatre grands réservoirs pour détailler les échanges le concernant.
]]>Visualisation des trois phases du cycle cardiaque.
Cocher une vitesse de défilement pour observer le cycle cardiaque.
]]>Tous les objets peuvent être déplacés par simple cliquer - déposer et le rapport k peut être modifié.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>Cliquer puis faireglisser pour tracer 3 vecteurs.
]]>Cliquer puis faire glisser la souris dans l'écran pour faire pivoter.
]]>Cliquer sur [next-image] pour avancer pas à pas.
]]>Le principe physique qui permet de mettre en mouvement cette bobine de fil est la force magnétique
On savait déjà depuis longtemps à cette époque, qu’un fil conducteur, placé dans une région où règne un champ magnétique, subit une force s’il est parcouru par un courant.
(…)
Cette force est proportionnelle au courant. Et pour augmenter encore son intensité, on enroule le fil sur lui-même jusqu’à constituer une bobine.
(…)
Mais ce qui est nouveau pour l’époque, c’est l’idée d’appliquer ce principe pour émettre des sons en accrochant une membrane souple à cette bobine.
(…)
Le haut parleur de Werner Von Siemens est une prouesse technique quand on sait que les sons audibles par l’oreille humaine sont compris entre 20Hz et 20 KHz.
Le dispositif doit alors être capable de produire des vibrations mécaniques atteignant plusieurs milliers d’oscillations par seconde.
]]>Cette animation représente un haut parleur. Il s’agit d’un transducteur électro-mécanique qui transforme un signal électrique en un signal mécanique.
(…)
Il est constitué :
(…)
Notons, car c’est important, que la membrane souple est solidaire de l’enroulement électrique, qui peut se translater librement le long de son axe.
Le principe de fonctionnement repose sur les forces magnétiques, que l’enroulement subit lorsqu’il est parcouru par un courant.
(…)
Regardons maintenant l’enchainement physique:
La bobine vibre au rythme du signal électrique et entraine avec elle la membrane souple.
Cette dernière transmet la vibration mécanique aux molécules d’air environnantes et l’onde se propage, de proche en proche, comme une vague sur l’eau, à la vitesse approximative de 1000 km par heure.
]]>Il occupe la fonction symétrique du haut parleur dans la chaîne de transmission. Il se situe d’ailleurs le plus souvent au tout début de cette chaîne, au niveau de l’acquisition de données.
(…)
Dans un microphone dynamique, on trouve une membrane mobile appelée diaphragme (…)
une bobine de fil de cuivre, mobile elle aussi, car fixée au diaphragme (…),
et un aimant permanent qui lui, reste fixe.
(…)
Le principe de fonctionnement repose sur la loi de l’induction électromagnétique :
Le déplacement rapide de la bobine par rapport au champ magnétique de l’aimant, induit une tension à ses bornes.
Comme la vibration mécanique est à l’image de la vibration sonore, le signal électrique induit aux bornes de la bobine sera lui aussi à l’image de la vibration sonore.
(…)
Ce type de microphone est facile à fabriquer. Il ne nécessite aucune source d’énergie extérieure et il est très robuste, notamment pour une utilisation sur scène.
(…)
L’inertie du couple (diaphragme, bobine) le rend par contre moins sensible pour capter les aigus que le microphone électrostatique.
]]>Un tube transparent, de longueur connue, et rempli d’air, est excité par un haut parleur de fréquence variable. L’extrémité opposée reste ouverte.
L’intérêt premier de cette expérience, c’est de révéler qu’une onde ne peut pas toujours se propager dans le tube. Pour une fréquence quelconque, les mouvements des molécules d’air restent faibles et aléatoires.
Mais, ce que cherche avant tout August Kundt, ce sont les conditions très particulières d’une résonance.
Il montre que pour une certaine fréquence, fonction de la longueur du tube, une onde apparaît.
Il s’agit d’une onde stationnaire, car elle ne se propage pas L’ensemble fait plus penser à une vibration localisée qu`à une onde, mais c’est bien d’une onde dont il s’agit qui est la somme de deux ondes progressives de même fréquence et de même amplitude mais se propageant dans des directions opposées.
(…)
La forme d’une onde stationnaire est très caractéristique. Elle est reconnaissable à des nœuds de vibrations (lieu des points immobiles à tout instant)…
… et à des ventres de vibrations (lieu des points vibrant avec une amplitude maximale).
(…)
On retiendra aussi qu’il existe plusieurs fréquences de résonances donnant des formes d’ondes stationnaires différentes les unes des autres.
]]>Elle se présente sous forme solide pour des températures inférieures à 0°celsius,(…) liquide lorsque la température devient positive (…) puis gazeuse quand elle dépasse 100° Celsius.
C’est au niveau moléculaire qu’il faut chercher les explications.
Aux basses températures, des liaisons fortes assemblent les molécules entre elles pour former un réseau compact et géométrique.
(…) C’est un cristal (…)
Quand la température augmente et atteint 0°Celsius, les liaisons qui maintiennent les molécules entre elles deviennent plus faibles.
Nous observons alors un changement d’état.
(…)
Tant qu’il reste de la glace, la température de l’eau se maintient à 0°Celsius.
On ne peut donc pas savoir dans quel état se trouve l’eau à 0°. Elle peut être totalement solide (…) ou totalement liquide (…) ou plus généralement, un mélange d’eau liquide et de glace.
(…)
Quand toute la glace à fondu, la température de l’eau devient positive.
L’eau chauffée emmagasine de l’énergie et la température ne cesse d’augmenter. Les molécules d’eau s’agitent de plus en plus et s’écartent les unes des autres jusqu’à ne plus être liées du tout.
(…)
L’eau est en train de se vaporiser.
(…) Notons que la vapeur d’eau, comme beaucoup d’autre gaz, est invisible.
La température vient d’atteindre 100° Celsius et va s’y maintenir tant qu’il reste de l’eau liquide.
Les molécules d’un gaz se déplacent librement et parcourent de grandes distances avant de rentrer en collision avec d’autres molécules ou les parois du récipient.
C’est pourquoi un gaz n’a pas de volume fixe. Il occupe tout l’espace disponible.
Ce n’est qu’après la vaporisation complète de l’eau liquide que la température peut croître à nouveau.
]]>L'appareil d’échographie se compose de plusieurs éléments :
Nous obtenons des images en niveau de gris. On distingue des tissus qui renvoient beaucoup les échos et qui apparaissent en blanc. On les qualifie d’hyperéchogènes. C’est le cas des os, mais aussi, curieusement, des gaz et de l’air.
Les liquides sans particules en suspension tel que l’urine, sont hypoéchogènes. Ils ne renvoient donc pas ou peu d’écho et sont noirs à l’écran.
Les liquides avec particules en suspension tel que le sang, ou les tissus mous, renvoient un faible écho et ils apparaissent en gris.
C’est un médecin spécialiste qui réalise l’examen puisqu’en effet il faut rechercher et choisir les zones à étudier puis interpréter les images en direct. Ce sera donc un gynécologue-obstétricien, un cardiologue, ou encore un radiologue.
Dans le cas d’une échographie externe prénatale, la sonde est placée à la surface du corps.
Auparavant on aura enduit la peau d’un gel destiné à empêcher la dispersion des ultrasons dans l’air.
Le médecin déplace la sonde tout en regardant l’écran. A de rares exceptions près, nous manipulons des images en coupe 2D ce qui explique les déplacements incessants de la sonde pour observer une région précise.
Voici une vue en coupe sagittale du fœtus au niveau de la colonne vertébrale.
L’image échographique permet une étude morphologique afin d’évaluer que l’aspect d’une structure ou d’un organe est normal.
…des outils informatiques permettent de réaliser des mesures de longueur ou de diamètre, comme ce fémur…
… ou comme ici la mesure du périmètre céphalique. On distingue bien les deux hémisphères cérébraux dans cette coupe.
Sur cette coupe abdominale, on identifiera la position de l’estomac (…)
ici la veine ombilicale (…)
On distingue ici les structures osseuses : vertèbre et côtes (…)
(…)
L’examen échographique permet donc l’étude morphologique mais c’est aussi un examen dynamique permettant une analyse fonctionnelle.
L’écho-doppler repose sur le couplage de deux techniques basées sur l’utilisation des ultrasons:
Ainsi l’écho-Doppler permet d’étudier les flux sanguins dans les cavités cardiaques ou dans le cordon ombilical.
L’échographie tient une part importante dans l’imagerie médicale.
C’est en effet un examen très répandu, il est simple, rapide et non invasif.
En revanche il est parfois peu performant si le patient est obèse par exemple, car la graisse absorbe les ultrasons.
Par ailleurs, comme il s’agit d’un examen dynamique, une interprétation différée des images est très délicate.
Il n’a été démontré aucun effet secondaire néfaste à l’utilisation des ultrasons. Cependant, nous limitons la fréquence et la durée des examens à ce qui est nécessaire au diagnostic.
La tension ajustée par la cheville de réglage et la longueur de la corde, imposent aux ondes qui s’y propagent des conditions de fréquence et de longueur d’onde.
Les 2 extrémités de la corde définissent des conditions aux limites qui imposent à tout instant un déplacement nul en ces points.
Cette simulation nous permet d’observer les quatre premiers harmoniques séparément ce qui n’est pas possible en réalité.
(…)
L’onde stationnaire ayant la plus grande longueur d’onde et vérifiant les conditions aux limites, est le premier harmonique.
Il est aussi appelé le fondamental.
Il possède 2 nœuds de vibration aux extrémités et un seul ventre à mi-longueur ce qui lui donne cette enveloppe bombée très caractéristique.
(…)
Sa fréquence de résonance, notée f0 (lire « f zéro »), dépend de la longueur de la corde :
plus la corde est courte, plus la fréquence est élevée et plus le son sera aigu.
(…)
L’harmonique de rang « n » est une onde stationnaire de fréquence n fois la fréquence du fondamental,
(…)
Cependant, même si la série des harmoniques est infinie, leur amplitude respective décroit très rapidement et seuls les premiers harmoniques, dont le fondamental, sont perçus par notre oreille.
]]>Dans un sol humide et à bonne température, la graine germe : elle développe une racine et une tige en consommant ses réserves.
(…)
Attirée par la gravité, la racine s’enfonce dans le sol.
Elle se ramifie pour y ancrer solidement la plante et y puiser l’eau et les sels minéraux.
Attirée par la lumière, la tige s’allonge et développe des feuilles.
Par photosynthèse, celles-ci fabriquent les substances nutritives indispensables à la croissance du végétal.
(…)
Devenue adulte, la plante produit des fleurs qui vont assurer la reproduction sexuée.
Comment s’effectue-t-elle ? Par la pollinisation, qui permet la fécondation des ovules par le pollen.
Qui s’en charge ? Le plus souvent les insectes ou le vent.
(…)
Bien à l’abri dans le fruit, les ovules fécondés se transforment en graines. Celles-ci contiennent l’embryon de la future plante et des réserves nutritives.
Les graines sont ensuite disséminées et le cycle recommence.
Pour une plante annuelle, ce cycle dure quelques mois ; pour un arbre, il s’étend sur plusieurs décennies.
(…)
Gorgées de réserves nutritives, les graines sont une source fondamentale de nourriture pour l’humanité (céréales, légumes secs, etc.) : la consommation mondiale de blé dépasse ainsi les 600 millions de tonnes par an.
]]>L’objectif est de transmettre aux bornes d’un récepteur l’énergie contenue dans le mouvement d’une grande quantité de charges électriques. Rappelons qu’un tel mouvement de charges électriques se nomme un courant électrique.
Un courant électrique circule si au moins un des composants du montage est un générateur.
L’autre condition à respecter est que le circuit doit être fermé. L’ensemble de ses éléments forme une boucle ininterrompue qui permet à chacune des charges de revenir à son point de départ.
L’ouverture et la fermeture du circuit peuvent être commandées par un composant particulier : l’interrupteur.
…
Déconnecter un fil conducteur, n’importe où dans le circuit, a le même effet qu’ouvrir l’interrupteur.
Il existe des circuits de toute taille, et de toutes formes. La boucle du circuit peut faire quelques millimètres dans le cas des circuits intégrés par exemple …
ou plusieurs kilomètres comme pour l’électrification d’un train…
(ndlr : enregistrer cette phrase alternative :
…ou plusieurs kilomètres pour l’électrification d’un tramway….)
Dans tous les cas, il existe un chemin pour le retour du courant.
Pour normaliser la représentation des circuits électriques, on associe un symbole à chaque élément du circuit.
…
Voici le schéma conventionnel du circuit de départ.
…
Imaginons maintenant que nous souhaitons brancher une seconde ampoule.
Soit nous plaçons les 2 ampoules dans la même branche
…
Soit nous les plaçons dans deux branches séparées.
Dans le premier cas, on dit que les ampoules sont montées en série. Elles ont une seule borne en commun et le courant qui traverse la première ampoule est le même que celui qui traverse la seconde
…
si le filament d’une des ampoules est rompu, le courant est bloqué et l’autre ampoule s’éteindra forcément.
Dans le second cas, les ampoules sont montées en parallèle. Les charges ont le choix entre deux chemins et les courants dans chaque ampoule peuvent différer. Si une des ampoules est défectueuse, l’autre continuera d’être alimentée.
Les lampes d’une maison, tout comme les trains sur une même voix ferrée sont branchés en parallèle.
(ndlr: phrase alternative: "Les lampes d’une maison, tout comme les tramways sur une même voix ferrée sont branchés en parallèle.")
]]>(...)
L’eau passe d’abord à travers des grilles qui la débarrassent des débris les plus gros, comme les feuilles, les objets en plastique, etc.
(...)
Les particules colloïdales, c’est-à-dire très fines, comme les argiles, sont neutralisées par l’ajout d’un sel métallique. C’est la coagulation ...
puis agrégées à l’aide d’un polymère: C’est la floculation.
Le floc décante au fond de la cuve. Le tout s’effectue sous agitation lente, en fait bien plus lentement que sur l’animation.
Les plus petites particules sont éliminées par filtration sur un lit de sable ou d’anthracite contenant des bactéries.
Pourquoi des bactéries ?
Pour digérer les particules organiques dont elles sont friandes.
(...)
À ce stade, odeur, goût et couleur de l’eau laissent encore à désirer : l’ozone va y remédier. En plus, il va éliminer les germes pathogènes et les micropolluants comme les pesticides.
Une dernière filtration sur charbon actif retient les hydrocarbures et les nitrates.
Et pour finir, l’ajout de chlore va permettre de maintenir une bonne qualité microbienne jusqu’au consommateur via les réservoirs et les canalisations.
(...)
Une usine doit produire environ 100 000 m3 par jour pour approvisionner 500 000 habitants. Mais avoir de l’eau potable au robinet ne coule pas toujours de source ! Malgré l’utilisation de technologies de pointe, il arrive que l'eau produite soit impropre à la consommation, par exemple à la suite d’une crue.
Les sites de production sont donc des zones sensibles protégées et l’eau est une ressource très surveillée.
(…)
Le mouvement est rendu possible par la contraction et l’extension des muscles.
(…)
Ils sont commandés par le système nerveux.
(…)
Chez les vertébrés, les muscles squelettiques sont reliés aux os par des tendons, ce qui permet de faire jouer les articulations.
Ce travail nécessite un apport continuel d’énergie, principalement sous forme de glucose.
(…)
Les jambes, les ailes ou les nageoires sont appelés des membres. Ils sont parfaitement adaptés au milieu dans lequel évolue l’animal.
En s’appuyant sur le sol, l’air ou l’eau, un membre effectue une poussée qui est à l’origine de la force de propulsion.
Ainsi le sabot du cheval pousse le sol vers l’arrière ce qui propulse le corps vers l’avant.
(…)
De même, l’aile de l’oiseau chasse l’air vers le bas ce qui provoque une force vers le haut qui le maintient en l’air.
On comprend alors que le déplacement est permis parce que le milieu offre une résistance.
(…)
Les mouvements sont souvent rapides et ils font intervenir de nombreux muscles. Il est très intéressant de décomposer un mouvement en images simples.
C’est ce qu’Etienne Jules Marey en France et Edward Muybridge aux États Unis ont fait à la fin du 19e siècle, grâce à la chronophotographie. Cette technique, ancêtre du cinéma, permet de prendre plusieurs images par seconde.
]]>Mais comment l’air entre-t-il et sort-il des poumons ?
(…)
C’est grâce aux mouvements de la cage thoracique qui comprend les côtes et le sternum, les muscles intercostaux et un grand muscle appelé diaphragme.
(…)
Les poumons sont collés à l’intérieur de la cage thoracique grâce à la plèvre.
(…)
Lors de l'inspiration, les muscles intercostaux et le diaphragme se contractent ce qui provoque l'élargissement de la cage thoracique. Ceci entraîne la dilatation des poumons et par conséquent l'entrée d'air dans les poumons, par les voies respiratoires.
(…)
A l’inverse, lors de l'expiration, les muscles intercostaux et le diaphragme se relâchent et le volume de la cage thoracique diminue. Ceci entraîne l'affaissement des poumons et par conséquent la sortie d'air des poumons.
(…)
Pour mesurer le volume d’air entrant et sortant des poumons, il faut utiliser un spiromètre.
Chez un adulte, on mesure ainsi l’entrée et la sortie d’environ 0,5 litres d’air, lors d’une respiration normale. (*)
La respiration forcée, quant à elle, consiste à inspirer et expirer le maximum d’air. Dans ce cas le spiromètre mesure plus de 3 litres d’air.
(*) 0,5 : Prononcer « zéro virgule 5 »
]]>Un tube transparent, de longueur connue, et rempli d’air, est excité par un haut parleur de fréquence variable. L’extrémité opposée reste ouverte.
L’intérêt premier de cette expérience, c’est de révéler qu’une onde ne peut pas toujours se propager dans le tube. Pour une fréquence quelconque, les mouvements des molécules d’air restent faibles et aléatoires.
Mais, ce que cherche avant tout August Kundt, ce sont les conditions très particulières d’une résonance.
Il montre que pour une certaine fréquence, fonction de la longueur du tube, une onde apparaît.
Il s’agit d’une onde stationnaire, car elle ne se propage pas L’ensemble fait plus penser à une vibration localisée qu`à une onde, mais c’est bien d’une onde dont il s’agit qui est la somme de deux ondes progressives de même fréquence et de même amplitude mais se propageant dans des directions opposées.
(…)
La forme d’une onde stationnaire est très caractéristique. Elle est reconnaissable à des nœuds de vibrations (lieu des points immobiles à tout instant)…
… et à des ventres de vibrations (lieu des points vibrant avec une amplitude maximale).
(…)
On retiendra aussi qu’il existe plusieurs fréquences de résonances donnant des formes d’ondes stationnaires différentes les unes des autres.
]]>La lumière du soleil, qui nous paraît blanche, est en réalité le mélange de multiples couleurs, que l’on réduit souvent à 7.
Un prisme décompose la lumière blanche par réfraction, chaque couleur étant déviée selon un angle croissant du rouge vers le violet.
Tout comme le prisme, une goutte de pluie réfracte la lumière blanche du Soleil, mais sa forme pratiquement sphérique modifie les trajectoires des rayons. La lumière est réfractée lorsqu’elle entre dans la goutte, se réfléchit à l’arrière de celle-ci, puis est réfractée à nouveau lorsqu’elle ressort dans l’air.
L’angle final entre les rayons du soleil et l’image perçue est d’environ 40°, mais avec une petite différence pour chaque couleur : de 40,5° pour le violet … à 42,4° pour le rouge.
Résultat : à un instant donné, l’œil de l’observateur ne perçoit qu’une partie de la lumière provenant de chaque goutte.
Ainsi, pour cette goutte qui disperse toutes les couleurs, seul le rayon rouge rentre dans l’œil de l’observateur et il ne verra que du rouge.
(…)
Cette goutte située plus bas disperse aussi toutes les couleurs mais seuls les rayons proches du orange rentrent dans l’œil …
… et ainsi de suite, l’observateur verra toutes les couleurs de l’arc en ciel mais provenant de différentes régions du ciel.
Les mathématiques démontrent que la forme observée est un arc de cercle dont le centre se situe sous l’horizon.
(optionnel)
Il se produit parfois une réflexion supplémentaire de la lumière à l’intérieur des gouttes de pluie. On observe alors un arc secondaire moins lumineux, à l’extérieur du premier, sous un angle de 50°.
]]>Cette fréquence correspond à la fréquence de résonance du deuxième harmonique.
Nous observons ici l’onde stationnaire caractéristique de ce mode.
Certaines couches d’air ne bougent pas. Elles sont situées aux emplacements des nœuds de vibration.
(…)
Les couches d’air qui vibrent avec la plus grande amplitude sont quant à elles situées sur les ventres de vibration.
Cela se lit très bien sur la courbe s(x,t) (lire « s de x,t »)qui mesure l’amplitude du déplacement horizontal d’une couche d’air d’abscisse x.
(…)
Insérons un microphone dans le tube. Il est sensible non pas au déplacement des molécules d’air mais à la pression.
Nous constatons qu’à un nœud de vibration correspond un ventre de pression (…) et inversement,
à un ventre de vibration correspond un nœud de pression.
A l’avenir, il s’agira de bien préciser quelle onde nous considérons.
]]>La courbe bleue est représentative d’un signal numérique. Il est quantifié et seules certaines valeurs sont accessibles.
Numériser un signal analogique consiste à prélever quelques échantillons et à les coder en binaire. La suite de codes obtenus est regroupée dans un fichier numérique.
L’intérêt de la numérisation réside dans les capacités de traitement informatique qu’offre un tel format de fichier.
Afin d’obtenir une numérisation fidèle au signal analogique d’origine, il faut gagner en précision. Il suffit pour cela d’augmenter la fréquence d’échantillonnage
(…)
et de diminuer le pas de quantification. Ceci a pour effet d’accroître notablement la taille du fichier numérique de sortie.
Le Convertisseur Analogique Numérique est le nom donné au composant de base permettant la numérisation.
A titre d’exemple, un convertisseur analogique numérique 8 bits 100Mhz (lire « méga Herz ») génère un fichier de 100 Mo (lire « méga octets ») chaque seconde. Le système de traitement qui suit devra être capable de gérer un tel flux de données.
]]>Il est donc très réactif, même pour les hautes fréquences…
mais il est aussi plus fragile et sature plus rapidement pour de forts volumes.
Notons aussi qu’il doit être alimenté par une source d’énergie extérieure.
Pour ces raisons, les microphones à condensateur offrent la meilleure qualité de conversion mais ils seront utilisés de préférence en studio.
(…)
Le principe de fonctionnement repose sur les lois de l’électrostatique :
Une fine membrane mobile, en matériau conducteur, est placé devant une plaque arrière, elle aussi conductrice.
L’ensemble constitue les deux armatures d’un condensateur plan.
Or la valeur de la capacité « C » de ce condensateur dépend de la distance « e » qui sépare les deux faces.
La tension, mesurée aux bornes du condensateur, est justement proportionnelle à cette grandeur.
Nous mesurons alors une valeur électrique qui est l’image fidèle de la déformation mécanique.
]]>Ces matériaux se déforment lorsqu’on leur applique une tension.
Ils notent par ailleurs que cet effet est réversible:
Ce même cristal se polarise électriquement lorsqu’il est soumis à une déformation.
Le mot « piézo » vient d’ailleurs du grec « piezein » qui signifie « compresser ».
C’est cette propriété qui est exploitée dans un microphone piézoélectrique.
L’onde sonore fait vibrer une des faces du cristal et on réceptionne, aux bornes des deux électrodes, la faible tension, proportionnelle à cette déformation.
Cette technologie de microphone délivre un signal de moins bonne qualité que les technologies dynamiques ou électrostatiques,
mais elle s’avère être la meilleure dans certaines conditions extrêmes :
Pour détecter des ondes hautes fréquences comme les ultrasons
(…)
ou pour écouter en milieu aquatique avec un hydrophone.
]]>(…)
Lors de l’inspiration, l'air riche en oxygène pénètre dans les poumons par les voies respiratoires. Il passe par la cavité orale ou les fosses nasales puis descend dans la trachée et les bronches.
(…)
L’air remplit alors les bronchioles (prononcer le "ch" comme bronche) qui se terminent par plusieurs millions d’alvéoles pulmonaires. Chacune d’elle est entourée d’un réseau de vaisseaux sanguins très fins : les capillaires.
(…)
L'ensemble des alvéoles constitue une très grande surface d’échange entre le sang et l’air du milieu extérieur.
En effet, si l’on dépliait toutes les alvéoles des poumons d’un adulte, cela couvrirait une surface de plus de 100 mètres carré, (...) c'est-à-dire la taille de la moitié d’un terrain de tennis.
(…)
A travers la très fine paroi des alvéoles, l’oxygène de l’air passe dans le sang. Il est ensuite transporté par la circulation sanguine jusqu’aux organes, où il va être utilisé.
(…)
En retour, ces organes produisent du dioxyde de carbone, qui est un déchet et doit être évacué.
(…)
C’est par la circulation sanguine que le dioxyde de carbone est transporté jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Il passe alors dans l’air des poumons qui est expulsé vers l’extérieur, lors de l’expiration.
]]>Pour la plupart des instruments, ces 2 fonctions sont indissociables.
Ainsi, la peau du tambour qui vibre est aussi la source des ondes sonores qui s’en échappent
(…)
Les cordes vibrantes de la guitare ou du piano ne sont pas assez grosses pour agiter l’air, et émettre un son.
On interpose alors une caisse de résonance qui, par sa plus grande surface, et sa forme adaptée, agit comme un amplificateur.
Quand nous jouons la note Do (…) sur un piano par exemple.
voici, amplifiée et ralentie, l’allure de la vibration qui s’installe sur la corde.
Cette vibration, d’apparence complexe, est en fait la superposition d’une infinité de vibrations nommées les harmoniques.
(…)
Le premier se nomme le fondamental. Il vibre à la fréquence f0 .
Les harmoniques suivants ont des fréquences multiples de f0 et à chacun d’eux correspond une note.
Autrement dit, en jouant la note DO, nous faisons résonner d’autres notes.
(…)
Le deuxième harmonique vibre avec une fréquence double de celle du fondamental.
C’est un Do une octave plus haut,
Le troisième harmonique se révèle être un SOL, la quinte de DO (…)
l’harmonique de rang 5 est un MI, la tierce de DO (…) et d’autres notes suivent si nous montons plus haut dans les harmoniques.
Ce que nous entendons en jouant ce DO, c’est le son émis par la superposition de toutes ces vibrations.
Les amplitudes relatives de chaque harmonique caractérisent le timbre d’un instrument.
(…)
Ce que nous venons de voir pour la corde d’un piano s’applique pour la colonne d’air d’un saxophone.
Pour la même note jouée, les harmoniques auront les mêmes fréquences, correspondant aux mêmes notes, mais les amplitudes relatives seront différentes.
(…)
Notons que la tierce et la quinte, associée à la tonique DO, constituent ce que les musiciens appellent l’accord parfait.
(…)
Il sonne en effet de façon très harmonieuse et cela peut s’expliquer physiquement par le fait que les notes MI et SOL qui sont jouées, viennent renforcer les harmoniques MI et SOL déjà présents dans la note DO.
]]>Dans l’air, symbolisé ici par des petites billes, le passage d’une onde sonore va mettre en mouvement les molécules d’air.
(…)
Il s’agit d’une onde de pression.
(…)
Cette image arrêtée, nous permet de distinguer des zones de compression (avec une forte densité de molécules) et des zones de dépression (avec une faible densité de molécules).
(…)
En observant la molécule rouge, vous noterez que c’est bien l’onde de pression qui se propage et non pas l’air. Chaque molécule ne fait que vibrer de quelques micromètres autour de sa position d’équilibre.
(…)
Pour émettre un son, il suffit de mettre l’air en mouvement.
Mais pour entendre ce son, il faut que sa fréquence soit comprise dans la bande de sensibilité de l’oreille humaine c'est-à-dire entre 20 Hz et 20.000 Hz
]]>Que signifie ici l’adjectif ‘universelle’ ?
Il faut savoir qu’avant la parution des principia mathematica en 1687, les scientifiques distinguaient 2 types de lois physiques :
D’une part les lois qui régissent le mouvement des objets terrestres,
(…) et d’autre part les lois qui régissent le mouvement des objets célestes.
Le plus bel exemple, selon eux, de cette distinction, est la gravité responsable de la chute des corps sur Terre, …
… mais visiblement inexistante dans le ciel puisque les astres ne nous tombent pas sur la tête.
(…)
Avec une illustration aujourd’hui célèbre, Isaac Newton énonce que la loi de l’attraction gravitationnelle est la même pour la pomme qui tombe
(…)
que pour la Lune en orbite autour de la Terre.
(…)
Il imagine pour cela l’expérience mentale suivante. Un canon, situé au sommet d’une montagne, tire un boulet.
La distance parcourue par le boulet dépend de la vitesse initiale.
Lâché sans vitesse, le boulet tombe telle la pomme de l’arbre.
(…) A l’inverse, si la vitesse d’éjection est grande, alors le boulet peut parcourir une grande distance avant de frapper le sol.
Newton explique même que le boulet peut, sous certaines conditions, ne plus heurter le sol du fait de la sphéricité de la Terre.
On ne dira pas pour autant qu’il ne subit plus la gravité. Au contraire, Il la subit en permanence et le boulet est, en quelque sorte, en chute libre perpétuelle.
(…)
Sinon, il poursuivrait une trajectoire rectiligne.
(…)
On dit alors que le boulet est satellisé et sa trajectoire se nomme l’orbite. Elle est généralement de forme elliptique.
(…) mais on peut observer le cas particulier d’une orbite quasiment circulaire, comme pour la Lune.
Dans cette animation, tout comme dans le dessin de Newton, les forces de frottement sont négligées.
Si nous devions tenir compte des frottements, dus à l’atmosphère, le boulet serait freiné et il finirait par retomber sur Terre.
(…)
En unifiant ainsi les lois de la Nature sur la Terre comme au ciel, Newton prolongeait les travaux de Galilée et Kepler et venait bel et bien d’universaliser la loi de la gravitation.
Autre version à enregistrer car je ne suis pas certain de cette dernière phrase :
En unifiant ainsi les lois de la Nature sur la Terre comme au ciel, Newton venait bel et bien d’universaliser la loi de la gravitation.
]]>Des vagues à la surface de l’eau, … une onde sonore, … ou une onde sismique sont des exemples d’ondes progressives à 2 ou 3 dimensions.
(…)
Cette simulation illustre le cas particulier d’une onde progressive à une dimension: La perturbation générée par la source se retrouve un endroit plus loin … un instant plus tard.
(…)
Nous mesurons ici que l’onde atteint l’abscisse 0.8m avec un retard de 4s. Nous en déduisons « v » la vitesse de l’onde, aussi nommée célérité.
Sa valeur est une propriété du milieu de propagation.
(…)
Si maintenant la source d’excitation est périodique, alors l’onde qui se propage est une onde progressive périodique.
Étudions l’onde sinusoïdale. Elle se caractérise par une double périodicité :
Pour mesurer la longueur d’onde, figeons le temps et mesurons la longueur qui sépare deux sommets consécutifs.
… Nous constatons aussi que deux points distants d’une longueur d’onde vibrent en phase.
Pour déterminer la période, figeons x, et suivons la vibration d’un seul point.
Le temps que met la boule rouge pour effectuer un cycle est la période.
Notons que la période est aussi le temps mis par l’onde pour parcourir la distance λ.
Nous pouvons donc en déduire la vitesse de l’onde v=λ/T ou encore λ.f si nous introduisons la fréquence f, inverse de la période, exprimée en Hertz.
]]>La matière se retrouve exclusivement au sein des galaxies.
(…)
Parce qu’elles brillent et émettent de la lumière, les étoiles sont la partie visible de cette matière (…)
Elles sont d’ailleurs tellement brillantes qu’elles dissimulent à nos yeux des masses sombres, beaucoup plus petites, que l’on appelle des planètes.
(…)
Le Soleil est une des très nombreuses étoiles de notre galaxie, qui se nomme « la voie lactée »(…)
sa taille et sa brillance sont plutôt modeste (…) mais c’est une étoile exceptionnelle car c’est notre étoile.
(…)
Notre planète, la Terre, est la troisième planète du système solaire qui en compte 8.
En plus des 8 planètes, on trouve une grande quantité de petits corps comme des astéroïdes (…) des comètes (…) et des planètes naines comme Pluton.
On découvre régulièrement de nouveaux systèmes stellaires dans l’univers mais le système solaire semble être unique parce qu’une planète, notre planète, la Terre, a satisfait toutes les conditions qui ont permis l’apparition de la vie(…)
Pour cette unique raison, le système solaire qui serait un système stellaire comme tant d’autre, est tout à fait exceptionnel.
]]>Elles se nourrissent principalement des feuilles de chêne et commencent à grossir.
Au même moment, les œufs que les mésanges avaient pondus quelques semaines plus tôt éclosent à leur tour.
Les mésanges peuvent alors nourrir les jeunes oisillons avec de jeunes chenilles.
La petite taille des chenilles correspond bien aux besoins alimentaires des oisillons.
Puis les deux espèces se développent au même rythme.
D'une part, les chenilles mangent de grandes quantités de feuilles et grossissent,
…
et d'autre part, les oisillons grandissent et leurs besoins alimentaires augmentent.
Plus tard, lorsque les chenilles se transforment en chrysalide et ne peuvent plus être consommées par les oisillons, …
… ceux-ci sont devenus assez grands pour se nourrir eux-mêmes d'autres insectes.
Cette synchronisation des rythmes biologiques des deux espèces est très favorable à la reproduction des mésanges.
Cependant, de nos jours, avec le réchauffement du climat, le débourrement des bourgeons et l'éclosion des chenilles se produisent environ deux semaines plus tôt.
Mais l'éclosion des œufs de mésange, elle, a toujours lieu à peu près à la même date.
Il y a alors un décalage entre le rythme biologique des chenilles et celui des mésanges.
Lors de l'éclosion des œufs de mésanges, les chenilles sont déjà grosses.
De plus, elles se transforment en chrysalide beaucoup trop tôt, alors que les oisillons ne sont pas encore assez grands pour prendre leur envol.
Les mésanges ne trouvent plus assez de nourriture pour leurs petits et ceci entraîne une surmortalité.
Ainsi, une des conséquences inattendue du réchauffement climatique est la diminution de la population des mésanges.
]]>Une onde stationnaire résulte de la superposition de 2 ondes progressives, de même fréquence, qui se propagent dans des directions opposées.
(…)
Pour comprendre cela, interposons un obstacle dans le milieu de propagation, et imposons que le point de l’onde en contact avec l’obstacle, ici en rouge, reste fixe.
L’onde incidente semble rebondir … puis c’est une onde stationnaire qui s’installe.
Et c’est bien d’un rebond dont il s’agit.
En résolvant les équations de propagation, et en tenant compte de la condition limite imposée par l’obstacle, on démontre que l’onde incidente est totalement réfléchie.
Un effet miroir en quelque sorte.
(…)
L’onde stationnaire est justement la somme de ces 2 ondes progressives :
L’onde incidente qui se propage vers les x positifs et l’onde réfléchie qui est de même fréquence, de même amplitude, mais progressant dans la direction opposée.
Cette somme de deux ondes doit être interprétée comme un phénomène d’interférence.
Par endroit, les effets s’additionnent et l’amplitude est double. Ces points où la vibration est maximale se nomment les « ventres ».
En d’autres points, les effets se neutralisent. Ce sont des « nœuds » de vibration.
]]>La masse d’un objet est une grandeur caractéristique qui ne dépend que de la nature de l’objet et non du lieu où il se trouve. C’est un nombre qui s’exprime en kilogramme.
Ainsi, un objet dont la masse est de 4 kg sur la Terre possède la même masse de 4 kg sur la Lune (…) ou ailleurs dans l’univers.
Le poids, par contre, est une force dont l’intensité dépend du lieu où se trouve l’objet.
Comme toutes les forces, le poids est un vecteur avec une direction (…), un sens (…) et une intensité qui s’exprime en Newton.
(…)
L’intensité de cette force se mesure à l’aide d’un dynamomètre qui équilibre le poids avec la tension d’un ressort, dont on connaît la constante de raideur.
Le vecteur Poids et le nombre masse ne doivent donc pas être confondus. Mais il est vrai que ces deux grandeurs sont reliées par l’expression :
P=mg , où g est le vecteur champ gravitationnel. Ce vecteur varie en fonction du lieu où il est mesuré.
Son unité est le Newton par kilogramme. Sur Terre, son intensité varie de 9.78 à l’équateur (…) à 9.83 aux pôles.
(…)
Il vaut 9.77 en haut de l’Everest.
(…)
Son intensité n’est que de 1.6 à la surface de la Lune.
Il est donc correct de dire que notre poids n’est pas le même sur la Lune que sur la Terre (…)
… mais il est faux d’exprimer l’intensité de ce poids en kilogramme.
(…)
Notre masse, quant à elle, est la même partout.
]]>Or elles ne se déplacent pas. Alors comment font-elles ?
Et bien elles se font aider par le vent, les insectes ou d’autres animaux…
(…)
Les éléments mâles sont les grains de pollen, contenus dans les étamines. Les éléments femelles sont les ovules, bien à l’abri dans le pistil.
(…)
En se posant sur une fleur pour collecter du nectar, l’insecte apporte du pollen issu le plus souvent d’une autre fleur. Il le dépose sur le stigmate, la partie supérieure du pistil. C’est la pollinisation.
(…)
L’ovule est situé dans l’ovaire, au fond du pistil, loin du stigmate où le grain de pollen a été déposé. Ce dernier va donc émettre un long tube pour atteindre l’ovule qu’il va féconder.
Mais que deviennent ces organes après la fécondation ?
L’ovule se transforme en une graine qui contient l’embryon entouré de réserves nutritives qui seront utilisées lors de la germination. Le reste de la fleur se dessèche pendant que l’ovaire se transforme en fruit.
(…)
Les insectes pollinisateurs sont indispensables à la reproduction de la plupart des arbres fruitiers et des plantes vivrières. Leur disparition vouerait ainsi bien des plantes à l’extinction.
]]>La trajectoire du soleil dans le ciel varie selon la latitude et la saison.
(…)
Plaçons-nous dans l’hémisphère Nord à mi-chemin entre l’équateur et le pôle, par exemple à Montréal ou à Paris.
(…)
Au solstice d’hiver, le soleil se lève au sud-est, culmine à son point le plus bas de l’année et se couche au sud-ouest. C’est le jour le plus court de l’année. Il ne dure que 8 heures.
La longueur des ombres est maximale.
La course du soleil s’allonge jusqu’à l’équinoxe de printemps, où la durée du jour est égale à celle de la nuit, c'est-à-dire 12 heures. C’est d’ailleurs le sens du mot équinoxe. Ce jour-là, le soleil se lève plein est et se couche plein ouest.
La course du soleil continue à s’allonger jusqu’au solstice d’été, jour le plus long de l’année. Le soleil se lève au nord-est, culmine à son point le plus haut de l’année et se couche au nord-ouest. La longueur des ombres est minimale.
Le soleil va ensuite baisser et les jours raccourcirent jusqu’au solstice d’hiver.
(…) et la boucle recommence.
]]>Pour quoi faire ?
En tirer les nutriments et l’énergie nécessaires au métabolisme.
En voici les principales étapes.
La digestion débute dans la bouche : par la mastication, les dents et la langue broient et réduisent les aliments en bouillie. Elles sont aidées par la salive, qui contient des enzymes digestives.
(...)
L’œsophage, par ses contractions, fait descendre ce bol alimentaire jusqu’à l’estomac.
Ce dernier est une poche dilatable. Il brasse les aliments et les réduit presque à l’état liquide grâce à un suc digestif très acide.
(...)
Au niveau du duodénum, deux glandes entrent en action. La vésicule biliaire déverse la bile qui émulsionne les graisses. Le pancréas déverse des enzymes qui scindent protéines, graisses et sucres lents en éléments simples.
(...)
L’intestin grêle sécrète lui aussi quelques enzymes qui achèvent la digestion.
Les aliments sont désormais à l’état de petites molécules assimilables : les nutriments.
Que deviennent-ils ?
Ils passent dans le sang et la lymphe grâce à un réseau de très fins capillaires.
(...)
Le brassage y dure une dizaine d’heures. C’est le temps nécessaire pour parcourir ses 6 mètres de longueur en moyenne chez l’adulte.
(...)
La digestion proprement dite est terminée. Tout ce qui n’a pu être assimilé (comme les fibres végétales) passe dans le côlon où la flore intestinale les condense en excréments. Ceux-ci transitent jusque dans le rectum grâce aux mouvements péristaltiques du côlon, avant d’être expulsés.
Notons que l’eau que nous buvons ou contenue dans les aliments, est absorbée au niveau des deux intestins.
Plus sa masse est grande, plus son poids est grand.
Le poids c'est la force de gravité qui attire un objet vers le bas.
Mais si on plonge un objet dans de l’eau, son poids semble plus faible, comme si l’objet devenait plus léger.
En fait, sa masse, et donc son poids restent les mêmes.
Mais une nouvelle force vient s’opposer au poids.
Cette force, c’est la poussée d’Archimède.
L’objet subit l’action conjuguée de ces deux forces.
(pour Connie. Poussée d’Archimède = Buoyancy or buoyant force )
Si la poussée est plus faible que le poids, l’objet tombe, il coule.
Inversement, si la poussée est plus grande que le poids de l’objet, il remonte.
L'objet flotte lorsque les deux forces s'équilibrent.
Dans tous les cas, la poussée d’Archimède est dirigée vers le haut.
Serait-il possible d’augmenter cette force, jusqu’à faire flotter un objet lourd ?
La réponse est « oui ! »
C’est le savant grec Archimède qui apporte la solution.
« Un corps immergé dans l’eau subit une force dirigée vers le haut dont l’intensité est égale au poids de l’eau qu’il déplace »
Prenons un exemple. Quand un objet s’enfonce dans l’eau, il déplace de l’eau.
Le volume d’eau déplacé correspond au volume immergé de l’objet.
Plus l’objet est volumineux, plus il déplace de l’eau.
Archimède affirme que le poids du volume d’eau déplacé, est précisément égal à la force de poussée, (…) sauf que cette force est dirigée vers le haut.
Pour la poussée d’Archimède, ce n’est donc pas la masse qui importe, mais la forme.
Une masse compacte déplace peu d'eau, mais un navire, par sa forme, déplace beaucoup d'eau.
Plus le volume immergé est grand, plus la poussée est forte.
Ainsi, un objet léger peut couler, alors qu’un objet très lourd peut flotter.
]]>Pour devenir une information intelligible par le cerveau ces ondes mécaniques doivent être converties en signaux électriques, appelés aussi influx nerveux.
C'est l'oreille qui joue ce rôle. Sa structure complexe abrite le récepteur auditif.
Les ondes sonores sont captées et amplifiées par le pavillon en forme de cornet, et sont ensuite guidées jusqu'au tympan par le conduit auditif.
Cet ensemble constitue une cavité remplie d'air qui communique avec l'extérieur.
C'est l'oreille externe.
Le tympan est une petite membrane souple qui va réagir aux variations de pression de l'onde sonore.
Ces vibrations sont transmises aux osselets situés dans l'oreille moyenne.
Cette cavité communique avec la gorge via les trompes d'Eustache ce qui permet d’équilibrer la pression.
Les osselets sont les 3 plus petits os du corps humain :
Le marteau est accroché au tympan. Ses vibrations sont transmises à l’enclume puis à l'étrier qui joue le rôle d'un piston qui vient comprimer le liquide de l'oreille interne.
La cochlée est l’organe de la perception auditive.
Réparties sur sa base, plus de 15000 cellules nerveuses ciliées détectent les vibrations du liquide.
Elles génèrent alors l'influx nerveux qui est acheminé vers le cerveau par le nerf auditif.
(…)
Ce remarquable système est néanmoins fragile. Des sons trop forts sont susceptibles d'endommager notre audition de façon irréversible.
Toute anomalie dans la transmission du son entre l'oreille externe et l'oreille interne ou un problème d'interprétation par le cerveau provoque une surdité partielle ou totale.
Ces grandes constructions de coraux se sont formées en plusieurs milliers d'années, dans les océans tropicaux.
Les coraux offrent un abri à de très nombreux êtres-vivants tels que des poissons, des mollusques, des crustacés, des étoiles de mer, des oursins et quelques algues.
Qu'est-ce que le corail?
Les coraux sont des colonies de minuscules anémones de mer appelées polypes, qui construisent ensemble une partie centrale blanche et dure. C'est leur squelette.
Ces petits animaux abritent de très nombreuses algues microscopiques.
Celles-ci sont indispensables à la survie des polypes et donc à la croissance du corail.
Les coraux se développent dans des eaux peu profondes et transparentes car ils ont besoin de la lumière qui est utilisée par les algues microscopiques.
Mais les récifs coralliens sont en danger.
En effet, à cause du réchauffement climatique, la température des eaux de surface augmente durablement dans certaines régions des océans.
Or, lorsque la température de l'eau augmente trop, le corail rejette les algues microscopiques.
Les polypes meurent, et il ne reste plus que le squelette blanc.
C'est ce qu'on appelle le blanchiment des coraux.
Le corail étant le maillon essentiel de la chaîne alimentaire, sa mort entraîne la disparition des espèces animales qui y vivent et de leurs prédateurs.
La grande biodiversité du récif corallien s'appauvrit, au profit de quelques espèces d'algues et de poissons herbivores.
]]>Un signal périodique peut se décomposer en une somme de signaux sinusoïdaux.
(…)
C’est la décomposition en séries de Fourier.
L’analyseur de spectre permet d’afficher ces composantes sous la forme de raies.
L’abscisse n’est plus graduée en temps mais en fréquence.
On parle alors d’analyse fréquentielle, par opposition à l’analyse temporelle que délivre l’oscilloscope.
L’ensemble des raies caractérise le spectre du signal. Pour cette raison l’analyse fréquentielle se nomme aussi analyse spectrale.
Chaque raie est une composante sinusoïdale, on la nomme aussi « harmonique ».
La première raie, ou premier harmonique, est le fondamental. Il possède la fréquence de base f0 du signal périodique.
Les harmoniques suivant sont des sinusoïdes de fréquences multiples de cette fréquence fondamentale.
(…)
L’analyse spectrale permet de distinguer une note jouée au piano,
(…)
de la même note jouée par un violon.
Le spectre est différent, les raies sont situées aux mêmes fréquences, mais leurs amplitudes respectives sont différentes.
Cette caractéristique détermine le timbre d’un instrument de musique
]]>(…)
Il se situe au niveau du récepteur.
Il reçoit, en entrée, le signal modulé en amplitude. C’est un signal haute fréquence.
Le démodulateur délivre en sortie, le signal utile, basse fréquence,
… qui n’est autre que l’enveloppe du signal modulé.
Le principe d’une détection d’enveloppe, à l’aide d’une diode et d’un circuit RC est le plus simple des circuits démodulateurs.
La diode se comporte comme un interrupteur.
Lorsqu’elle est passante, la tension de sortie est égale à la tension d’entrée et le condensateur se charge.
Lorsque la diode est bloquée, le condensateur se décharge dans la résistance.
(…)
La tension Us en sortie décroit avec une pente qui dépend de la constante de temps « RC ».
Si RC est trop faible, la décroissance est trop rapide, et la courbe rouge a le temps de varier entre 2 sommets consécutifs de la courbe bleue.
Si la constante de temps RC est trop grande, le condensateur se décharge trop lentement et la sortie peut momentanément ne plus suivre les sommets de la courbe bleue.
C’est par un choix judicieux des valeurs de R et de C, qu’on retrouvera en sortie le signal utile, à savoir l’enveloppe basse fréquence débarrassée de sa porteuse haute fréquence.
]]>gazeuse, (…), Liquide (…) et solide.(…)
Les passages d’un état à l’autre sont permanents et constituent le cycle de l’eau, indispensable à la vie sur Terre. (…)
Les océans contiennent 97 % de l’eau.
Les 3 % restants sont les eaux douces. (…)
Sous l’action du Soleil, l’eau s’évapore. Une petite fraction est aussi transpirée par la végétation. Elle s’accumule dans l’atmosphère.
Notons que la vapeur d’eau est invisible
C’est quand elle se refroidit et se condense en très fines gouttelettes et cristaux de glace que l’eau devient à nouveau visible sous forme de nuages ou de brume.
Gouttelettes et cristaux grossissent et finissent par retomber sous forme de pluie ou de neige, notamment lorsque les masses d’air se heurtent aux reliefs. (…)
Une faible part ruisselle, rejoint les cours d’eau et retourne à la mer en quelques jours ou semaines.
Mais la plus grande partie s’accumule dans les glaciers ou s’infiltre dans le sol jusqu’aux nappes phréatiques.
L’eau peut y résider plusieurs milliers d’années.(…)
L’eau est inégalement répartie à la surface du globe. L’accès à l’eau potable également : 1 milliard de personnes en sont privées.
De plus, l’agriculture exige des quantités d’eau croissantes pour nourrir bientôt 7 milliards d’hommes.
Source image: Carte de Philippe Rekacewicz,
URL: http://www.monde-diplomatique.fr/cartes/eaupotable
]]>Chacune de ces ondes constitue un mode de vibration.
Il en existe une infinité et Voici les 4 premiers.
Notons que le physicien, tout comme le musicien, appelle ces modes les harmoniques.
Mais quand nous frappons une corde de guitare, lequel de ces modes voyons nous précisément ? (…)
Et bien tous !
Le mouvement de la corde est en fait la superposition de tous les modes.
Le premier mode ou premier harmonique se nomme le fondamental.
Son enveloppe avec un seul ventre au milieu est très caractéristique.
Sa fréquence f0 (lire « f zéro ») se nomme la fréquence fondamentale et elle dépend, entre autre, de la longueur L de la corde.
Plus la corde est courte, plus la fréquence est élevée et plus le son sera aigu. (…)
Le second harmonique vibre avec une fréquence double.
Il possède deux ventres et trois nœuds de vibration. (…)
Plus généralement, l’harmonique de rang « n » oscille avec une fréquence « n » fois la fréquence fondamentale. (…)
Retenons que plus on monte dans les harmoniques, plus leur fréquence est élevée, mais plus leur amplitude est faible.
C’est donc la note du fondamental qui prédominera dans notre perception auditive.
]]>Conséquences : les organes en aval (cœur, cerveau par exemple) ne sont plus assez oxygénés et irrigués. Une intervention d’urgence s’impose.(…)
L’angioplastie permet de rétablir le flux sanguin sans avoir à opérer le malade. Prenons le cas d’une artère coronaire : le chirurgien introduit dans l’artère fémorale un cathéter guide de 2 mm de diamètre dont l’extrémité est munie d’un ballonnet.(…)
En s’aidant visuellement par radiologie, il guide le cathéter jusqu’à la portion rétrécie de l’artère.(…)
Et ensuite ? Il va gonfler et dégonfler le ballonnet à plusieurs reprises pour écraser la plaque d’athérome et dilater la paroi de l’artère.(…)
Mais un rebouchage ultérieur est souvent à craindre.(…)
Une prothèse en métal inerte appelée stent est alors laissée en place.
Le stent est généralement imbibé d’un produit qui, en diffusant lentement, diminue le risque de récidive.
On parle alors de stent actif.
]]>Le fœtus baigne dans le liquide amniotique. Il est relié au placenta par le cordon ombilical.
Sa position indique qu'il est prêt à naître: sa tête est en bas, dans le bassin de sa mère.
L'accouchement commence par la période de « travail ». Elle se caractérise par des contractions involontaires du muscle de la paroi de l’utérus : le myomètre.
Au début, les contractions se produisent toutes les 10 minutes environ. Elles sont assez courtes.
Puis leur fréquence et leur durée augmentent progressivement.
Le fœtus est poussé du fond de l’utérus vers le col de l’utérus. Sa tête appuie sur le col.
Il se produit alors ce que l'on appelle l'effacement du col de l'utérus.
La tête du fœtus avance encore un peu et c'est la dilatation du col de l'utérus.
Son diamètre d'ouverture est alors d'environ 10 centimètres.
C'est généralement à ce moment que se produit la rupture de la "poche des eaux".
Le liquide amniotique s'écoule.
La période de "travail" est terminée. Elle peut durer en moyenne 7 ou 8 heures pour un premier accouchement.
L'étape suivante est l'expulsion du fœtus. Elle est beaucoup plus rapide, environ 30 minutes.
Les contractions ont lieu maintenant toutes les deux minutes. Elles ont une durée d'une minute et sont très intenses.
La mère doit cependant aider le fœtus à avancer en contractant volontairement ses muscles abdominaux.
La tête du fœtus avance dans le vagin tout en effectuant une rotation.
Elle commence à sortir en se redressant vers le haut.
Puis la sage-femme ou le médecin saisit le bébé par la tête et la tourne afin de faciliter le passage de la première épaule, (…) puis de la deuxième (…) et enfin de tout son corps.
C'est la naissance.
Le cordon ombilical est coupé. Sur le ventre du bébé, la cicatrice laissée par le cordon deviendra le nombril.
L'accouchement n'est pas encore tout à fait terminé pour la mère.
En effet, quelques minutes après l'expulsion, les contractions reprennent. C'est l'étape de la délivrance.
Aidée par le médecin, la mère expulse le placenta.
]]>Il permet d’évaluer la capacité auditive d’un patient.
Ce test consiste à émettre des sons de fréquences et d'intensité variables, pour lesquels, les seuils d’audition sont enregistrés.
(…)
Pour chaque fréquence, on reporte sur le graphique l'écart entre le niveau sonore perçu et un niveau de référence.
L'unité utilisée est le dBHL pour "décibel hearing level".
Ce test est effectué pour chaque oreille.
Le seuil d’audition, pour un profil normal, est inférieur à 20 dBHL, pour toutes les fréquences.
(…)
Pour bien comprendre à quoi correspondent ces notions de fréquences et d’intensités, voici quelques symboles représentatifs de notre environnement sonore.
La zone en forme de banane, au milieu, correspond au spectre vocal. Les sons produits lors d’une conversation se situent dans cette zone.
L’audiogramme de ce patient révèle une perte auditive qui l’empêche de percevoir certains sons, principalement dans les aigus…
(…)
Ce que vous entendez en ce moment est une simulation de ce que perçoit ce patient.
(…)
Notre faculté auditive se dégrade avec l’âge, principalement dans les aigus. C’est la presbyacousie.
Ce phénomène, plus ou moins marqué selon les individus, est normal.
Pour cette raison, il est très important de préserver son capital auditif.
(…)
On oublie souvent que la surdité se classe en tête des maladies professionnelles.…
L’augmentation du nombre de jeunes, présentant des pertes auditives, est devenue un véritable problème de santé publique.
Ces troubles, souvent irréversibles, sont le fait d’une exposition prolongée au bruit.
]]>Tout comme les sous-marins modernes, la tortue fonctionne avec des ballasts
(…)
et une hélice de propulsion.
(…)
Un sous-marin est une superbe application du principe d’Archimède.
« Un corps immergé dans l’eau subit une force dirigée vers le haut dont l’intensité est égale au poids de l’eau qu’il déplace »
Cette nouvelle force se nomme la poussée d’Archimède. Elle dépend du volume immergé.
(…)
Il existe une autre force que nous connaissons tous : le poids.
Si le poids est plus grand que la poussée (…) l’objet coule.
(…)
Une masse compacte déplace peu d’eau mais un navire, par sa forme, déplace beaucoup d’eau.
Si la poussée est égale au poids, le navire flotte.
(…)
Flotter ou couler est alors juste une question d’équilibre entre ces deux forces antagonistes que sont le poids et la poussée d’Archimède.
(…)
Un sous-marin est conçu afin de pouvoir modifier son propre poids.
C’est le rôle des ballasts(…)
Ce sont de grands réservoirs qui peuvent se remplir d’eau pour alourdir le navire,
(…)
ou se remplir d’air pour l’alléger.
En plongée, le sous marin équilibre parfaitement les deux forces.
Il peut ensuite se diriger et ajuster sa profondeur en actionnant des ailerons.
(…)
Il existe dans le monde plus de 400 sous marins en opération, dont la majorité à vocation militaire…. Comme la tortue de Buschnell …
Elles sont possibles grâce aux sens dont ils sont dotés: On en dénombre 5 : la vue,… l’ouïe,… l’odorat,… le goût… et le toucher…
Selon les espèces et leur mode de vie, tel ou tel sens est plus ou moins développé. Ainsi, la taupe, qui vit sous terre, n’a pas besoin d’une bonne vue, mais son odorat, son ouïe et son sens tactile sont très développés. (…)
De son côté, l’aigle a besoin de détecter en vol le moindre mouvement au sol et sa vue est particulièrement perçante. (…)
Le stimulus, par exemple la lumière ou le son, est détecté par un organe propre à chaque sens. Ainsi, chez l’homme, l’œil est l’organe de la vue … l’oreille celui de l’ouïe … le nez celui de l’odorat … la langue celui du goût … et la peau celui du toucher. (…)
Chaque organe des sens renferment un grand nombre de récepteurs capables de transformer le stimulus en message nerveux. (…)
Ensuite, les nerfs sensitifs transportent ce message jusqu’à une zone dédiée du cerveau qui l’interprète pour construire notre perception. (…)
Par exemple, la rétine située au fond de notre œil, est tapissée de millions de cellules photosensibles qui transforment la lumière en message nerveux (…) qui sont ensuite transmis au cerveau par le nerf optique. (…)
La zone du cerveau dédiée à la vue se nomme le cortex visuel. Il se trouve à l’arrière du cerveau et c’est dans cette région que les messages nerveux vont être interprétés. (…)
Notre mémoire joue alors un grand rôle pour donner une signification à l’image perçue.
]]>Rappelons qu’une onde stationnaire est la somme de deux ondes progressives de même fréquence et de même amplitude mais se propageant dans des directions opposées.
La résultante ressemble plus à une simple vibration, qu’à une onde, mais c’est bien d’une superposition d’onde dont il s’agit.
Le son est une onde longitudinale, c'est-à-dire que la perturbation subie par les molécules d’air est parallèle à la direction de propagation de l’onde.
(…)
La courbe « s de x, t » mesure cette perturbation.
Nous pouvons y lire, en ordonnée, le déplacement d'horizontal autour de sa position d'équilibre, d'une couche d'air placée en x.
(…)
Pour une fréquence d’excitation quelconque, la courbe « s de x, t » rend compte d’un mouvement désordonné de faible amplitude.
Mais pour certaines fréquences, un régime d’onde stationnaire s’installe. La courbe fait bien apparaître des ventres de vibrations (là où les molécules d’air vibrent avec une amplitude maximale)
(…)
et des nœuds de vibrations (là où elles ne vibrent pas) (…)
Notons que la distance entre deux nœuds consécutifs est la moitié de la longueur d’onde :l/2
Connaissant la longueur du tube et la fréquence de résonance f, on peut en déduire la vitesse du son qui est égal à l * f
Pour le mode que nous observons actuellement, nous mesurons une demi-longueur d’onde de 25cm soit une longueur d’onde l égale à 50cm.
La fréquence étant de 680hz, nous trouvons une vitesse du son de 340 mètres par secondes.
]]>Le radeau, simple assemblage de troncs d’arbres et de branches, est sans doute le premier moyen de transport.
La domestication a permis aux premières tribus d’exploiter la force animale, (...) mais les transports terrestres ne se sont réellement développés qu’après l’invention de la roue, environ 3000 ans avant notre ère.
D’abord utilisé pour l’agriculture, le char ou la charrue exploitaient la force de l’homme (...) ou de l’animal, le plus souvent le bœuf ou le cheval.
Pour déplacer plus facilement des charges très lourdes, sur des sols meubles ou irréguliers, on a construit des routes ou même, beaucoup plus tard, des rails.
Le cheval s’impose comme le meilleur partenaire de l’Homme pour travailler et pour se déplacer, surtout après l’invention du collier d’épaule et du fer à cheval.
Pendant des siècles, l'exploitation des chevaux va considérablement influencer l'histoire de l’humanité.
Avec l’invention de la machine à vapeur au milieu du 18e siècle, les premiers véhicules motorisés apparaissent et pour la première fois, la force animale est remplacée par un moteur.
Joseph Cugnot invente la première voiture à vapeur. Avec ses huit tonnes et ses 4km/h de vitesse de pointe, elle peine à dépasser un piéton et se manœuvre très difficilement.
James Watt améliore la machine à vapeur ce qui permet de concevoir les premiers bateaux motorisés (...)
et les premières locomotives.
Dès lors, le transport des personnes et des marchandises connait un grand essor et participe à la révolution industrielle.
De drôles de véhicules font leur apparition à cette époque comme la Draisienne, aussi appelée « machine à courir », qui ne possède pas encore de pédale... Ces engins sont les ancêtres de la bicyclette.
Mais un bruit nouveau envahit les villes. Celui du moteur à explosion (..).
Beaucoup plus léger et efficace que la machine à vapeur, il ouvre de nouveaux horizons.
Le travail à la chaîne mis en place dans les usines Ford en 1910 permet la fabrication en grande série.
(...) Un siècle s’est écoulé depuis la machine de Cugnot. Le pétrole remplace peu à peu le charbon, et les voitures commencent à envahir les villes.
Le 20ème siècle est marqué par l’essor de la voiture et par la réalisation d’un vieux rêve de l’humanité : voler.
Bien sûr, il y eut le ballon des frères Montgolfier,
(...) les planeurs de Lilienthal
(...) puis l’avion à moteur de Clément Ader,
(...) mais tous ces vols n’étaient pas contrôlés. C’est aux frères Wright que l’on doit le premier vol piloté de l’histoire et le début de l’aviation moderne.
Au fil du temps, les moyens de transports n’ont cessé de se développer pour nous permettre d’aller toujours plus loin et toujours plus vite.
Aujourd’hui, ils sont omniprésents, à tel point qu’il est devenu nécessaire de les organiser en réseaux aériens, maritimes, ferroviaires et routiers.
]]>Cette utilisation massive consomme beaucoup d’énergie et émet de grandes quantités de gaz à effet de serre. Changement climatique, (…) pollution de l’air et de l’eau,(…) bruit,(…) stress (…)
les inconvénients sont nombreux, à la fois pour les Hommes et pour l’environnement.
Chacun, à son échelle, peut trouver des solutions :
Les transports en commun comme le train, le bus, le tramway, (...) ainsi que les transports doux comme la marche ou le vélo, permettent de se déplacer efficacement en ville et même de pratiquer une activité physique, bonne pour la santé.
Pour cela, les villes aussi doivent évoluer, en réduisant la place accordée à la voiture et en offrant des lieux où les citadins peuvent facilement passer d’un transport à l’autre.
Souvent, ce sont les gares qui remplissent ce rôle ; elles deviennent ainsi des places centrales dans la ville, des plateformes d’intermodalité et de véritables lieux de vie.
Brasilia est l’exemple même d’une ville qui favorise la voiture au détriment de ses habitants. La ville est très étalée, (…) parcourue par de grandes routes, (…) avec peu de transport en commun.
Les temps de trajet pour aller travailler ou faire ses courses ne sont pas à l’échelle de la marche : à pied, il faudrait des heures pour se déplacer.
(…)
À l’inverse, la ville de Munich, pratiquement aussi peuplée, est bien moins étalée.
Une mixité de logements, de bureaux, de commerces et d’espaces verts, bien répartis rend la ville plus accessible à la marche et aux transports collectifs.¸
(…)
Elle est donc plus agréable à vivre.
Munich possède 10 lignes de métro (…), 12 lignes de tramway (…), un grand nombre de bus (…), des vélos en libre service et de nombreuses pistes cyclables.
Les habitants peuvent ainsi facilement se déplacer sans utiliser de voiture.
Aujourd’hui, de plus en plus de villes cherchent à se réinventer pour améliorer la qualité de vie de leurs habitants.
Elles repensent à la fois les bâtiments, les services et les moyens de transport.
Après plusieurs milliers d’années d’innovations technologiques, nous redécouvrons les bienfaits de la marche à pieds pour nous-mêmes ou notre environnement.
]]>Une masse de 50 kg, subit une force dirigée vers le bas : son poids. (...)
L’intensité de cette force est d’environ 500 Newtons. (...)
Pour soulever la caisse, il faut contrer cette force résistante en exerçant une force motrice opposée et de même intensité.
Si la caisse est trop lourde, la force musculaire n’est pas suffisante pour la soulever. (....)
Le plan incliné est une machine simple qui permet de changer la direction et l'intensité de la force résistante.
(...)
Étudions cela en décomposant le vecteur poids selon deux composantes :
La réaction du support compense exactement la composante perpendiculaire.(...)
Il ne reste que la composante parallèle (...) et la force de frottement qui empêche la caisse de glisser.
(…)
Annulons les frottements !
Pour déplacer la caisse le long du plan incliné, il suffit d'exercer une force motrice Fm, opposée à cette nouvelle force résistante Fr.
L’intérêt du plan incliné réside dans le fait que l’intensité de Fr est plus petite que P.
(…)
Pour ce plan incliné de 30°, l’avantage mécanique est égal à 2.
(…)
L'avantage mécanique est d'autant plus grand que la pente est douce.
Cependant, ce que nous venons de gagner en force, nous le perdons en distance à parcourir.
L’énergie dépensée pour déplacer la caisse, aussi appelée “travail”, est le produit de la force par la distance.
Cette énergie se conserve.
Si on diminue la distance, il faut augmenter l’intensité de la force motrice.
Toutefois, le travail à fournir reste le même.
(…)
Quand il s’agit d’énergie, retenons que rien ne se perd, (..) rien ne se crée, (…) tout se transforme.
]]>Elle emporte dans son voyage son satellite naturel : (…) La Lune (…) qui tourne autour de la Terre en un peu moins d’un mois.
La Lune est elle aussi éclairée par le Soleil, mais comme elle se déplace, nous ne la voyons jamais de la même manière.
Approchons nous de la Terre (…) et suivons la Lune du regard en comptant les jours.
Le jour « 1 », la Lune se trouve entre nous et le Soleil. (…)
Nous ne la voyons pas !
C’est normal car elle nous montre son côté sombre. Sa face éclairée est del’autre côté.
De plus, sur Terre, il fait jour. Le ciel est illuminé par le Soleil.
C’est la « nouvelle Lune ». (…)
La Lune se décale lentement sur son orbite et après 2 ou 3 jours, nous commençons à discerner une petite portion de sa face éclairée.
C’est le premier croissant. (…)
Les jours et les nuits se succèdent et le croissant lumineux continue de s’agrandir.
Environ 7 jours après la nouvelle Lune, c’est une moitié de Lune qui est maintenant visible depuis la Terre. Nous sommes au « Premier quartier »
Les nuits suivantes, la portion éclairée continue de s’agrandir et la Lune est bien visible dans le ciel la nuit. Cette étape du cycle lunaire se nomme la phase « Gibbeuse ascendante ».
Autour du 14ème jour, ou plutôt (…) la quatorzième nuit, le Soleil se situe derrière nous. c’est le moment de la Pleine Lune, quand toute la face éclairée de la Lune est visible depuis la Terre.
La Lune est alors très brillante dans le ciel nocturne. Elle est même plus brillanteque les étoiles, mais ce n’est pas une Étoile. La Lune ne fait que renvoyer vers la Terre la lumière qu’elle reçoit du Soleil.
Sa révolution autour de la Terre se poursuit. Sa brillance va maintenant diminuer … vue de la Terre.
Trois semaines se sont écoulées depuis le début du cycle et nous approchons du dernier quartier.
Il ne faut pas confondre le dernier quartier avec le premier quartier (…)
Encore quelques jours et la Lune se retrouvera à son point de départ pour recommencer un nouveau cycle de 29.5 jours.
Ces différentes vues de la Lune depuis la Terre se nomment les phases de la Lune.
Ce cycle lunaire qui ne change jamais a permis aux Hommes de se repérer dans le temps. Il est à l’origine de tous nos calendriers.
]]>On note t(a,b) la translation qui applique un déplacement horizontal de a unités et un déplacement vertical de b unités.
M est un point de coordonnées (x,y) dans le repère cartésien de centre O.
Si M subit la translation t(a,b), son image est le point M’ de coordonnées (x+a), (y+b).
Si a est positif, le déplacement de M s’effectue vers la droite, dans le sens des x positifs.
Inversement si a est négatif, le déplacement s’effectue vers la gauche.
Si b est positif le déplacement de M s’effectue vers le haut, dans le sens des y positifs.
Inversement si b est négatif, le déplacement s’effectue vers le bas.
Pour déterminer l’image d’une figure par la translation t(a,b), on applique la transformation à chacun de ses sommets.
Déterminons l’image du quadrilatère ABCD par la translation t(4,2). La figure doit effectuer un déplacement de 4 unités vers la droite et 2 unités vers le haut. Commençons par appliquer ce déplacement au sommet A de coordonnées (-3,3). L’abscisse de A’ est l’abscisse de A augmentée de 4, soit -3+4=1. L’ordonnée de A’ est l’ordonnée de A augmentée de 2, soit 3+2=5.
La même transformation est appliquée aux trois autres sommets.
La figure image est obtenue en reliant les sommets A’B’C’D’. Notons que les côtés (AB) et (A’B’) sont parallèles et de même longueur. Il en est de même pour les autres côtés. Le périmètre et l’aire des quadrilatères ABCD et A’B’C’D’ sont égaux.
]]>Il est transformé par les cellules du corps humain pour produire de l’énergie
Cette énergie assure les fonctions biologiques des organes comme le cœur, le cerveau et les muscles.
Or l’apport en glucose dépend de la fréquence des repas.
Comment l’organisme peut-il assurer sa production en énergie à chaque instant alors même que l’apport en glucose est variable ?
La réponse réside dans la mise en place d’un mécanisme de gestion du glucose.
Lorsque la glycémie augmente après un repas, le pancréas libère une hormone hypoglycémiante : l’insuline.
L’insuline agit sur les cibles suivantes:
Ces cellules sont stimulées pour capter puis consommer ou stoquer le glucose.
En conséquence, la glycémie diminue pour revenir à des valeurs normales.
A distance des repas, la glycémie demeure stable car c’est le phénomène inverse qui se produit.
La baisse de la glycémie active la secrétion d’une autre hormone pancréatique : le glucagon.
Sous l’action de cette hormone, le foie, et lui seul, libère le glucose préalablement mis en réserve.
Insuline et glucagon sont des hormones antagonistes qui permettent de maintenir relativement constante la glycémie.
Ce processus de régulation se nomme l’homéostasie.
]]>Elle se caractérise par un centre O et un rapport d’homothétie k.
Soient O un point quelconque du plan et k un nombre réel strictement positif.
L’homothétie de centre O et de rapport k transforme un point M du plan en un point M’ tel que O, M et M’ soient alignés, et que la distance OM’ soit égale à k fois la distance OM.
M’ est l’image de M. Si k =1, M’ est confondu avec M.
L’homothétie de rapport 1 est la transformation identité. Tous les points du plan sont invariants.
Si M est confondu avec le centre d’homothétie O, alors son image M’ est confondue avec O, quelle que soit la valeur de k.
Le centre de l’homothétie O est un point invariant pour tout k.
Soient A et B deux points distincts du plan, A’ et B’ leur image par l’homothétie de centre O et de rapport k.
Les segments [AB] et [A’B’] sont parallèles et la distance A’B’ est égale à k fois la distance AB
L’image d’une droite est une droite parallèle.
Si la droite (AB) passe par le centre d’homothétie O alors son image (A’B’) est confondue avec (AB).
Une homothétie conserve la mesure des angles et leur orientation.
L’image par homothétie d’un cercle de centre C et de rayon r est le cercle de centre C’, image de C, et de rayon r’ égal à k fois r.
L’image d’un quadrilatère est un quadrilatère de même nature.
Si k est plus grand que 1, l’homothétie de rapport k agrandit la figure.
Si k est égal à 1, l’image se confond avec la figure initiale.
Si k est plus petit que 1, l’image est réduite.
Si k est négatif, la figure image change d’orientation.
Le cas particulier k = -1 correspond à la symétrie centrale de centre 0 mais aussi la rotation de 180°.
En conclusion, une homothétie ne conserve pas les distances. Elles sont multipliées par la valeur absolue de k.
Il en est de même pour le périmètre de la figure image.
L’aire de la figure image est égale à l’aire de la figure initiale multipliée par k au carré.
De la même façon, le volume V’ d’un objet image est égal au volume V de l’objet initial multiplié par le cube de la valeur absolue de k.
]]>La force est nulle quand l'élongation x est nulle, autrement dit quand le ressort est à sa longueur à vide l0.
Robert Hooke est le physicien britannique qui a étudié cette force de rappel élastique (1678). Le terme élastique signifie ici qu'après déformation, le ressort reprend sa position de repos initiale. C'est d'ailleurs la signification du signe moins de la formule mathématique. Il indique que la force de rappel F est à tout instant dirigée dans le sens inverse du déplacement, justement pour annuler la distorsion qui engendre la force. Il faut d'ailleurs souligner que cette élasticité a des limites. Dans la réalité, un ressort ne reprend jamais totalement sa forme initiale et la loi de Hooke n'est une bonne approximation que pour des déplacements petits devant la longueur à vide l0.
]]>Un bassin versant est une zone géographique délimitée par les lignes de partage des eaux. L'ensemble des précipitations tombées dans cette zone s'écoule de l'amont vers l'aval. Le point le plus bas du bassin versant se nomme éxutoire.
]]>Il existe environ 200 types de cellules différentes. Toutes les cellules animales, aussi différentes soient elles, partagent des caractéristiques communes.
Une cellule mesure moins d’un dixième de millimètre (…) Au microscope optique, elle se résume à une membrane et un noyau qui baignent dans le cytoplasme.
La membrane plasmique sépare le milieu extracellulaire du milieu intracellulaire. Elle est constituée d’une bicouche lipidique de 8 nm d’épaisseur dans laquelle se trouvent diverses protéines qui agissent comme des canaux pour le transfert d’ions et de nutriments. On y trouve également des récepteurs capables de fixer des hormones.
Le cytoplasme est le milieu de vie de la cellule. Il est constitué d’une substance semi-visqueuse : le cytosol. Le noyau baigne dans le cytoplasme. Il est délimité par une double membrane discontinue : L’enveloppe nucléaire. Les pores nucléaires permettent les échanges de molécules entre le cytoplasme et le noyau. Le noyau comporte une zone centrale dense, le nucléole, autour de laquelle se trouve le nucléoplasme. Ce dernier contient de longs fragments de chromatine renfermant l’ADN. Ces fragments se condensent lors de la division cellulaire pour former les chromosomes.
Mais le noyau n’est pas la seule structure dans le cytoplasme. Une observation au microscope électronique révèle d’autres organites comme le Réticulum Endoplasmique Granuleux. C’est un réseau membranaire qui se forme à partir de l’enveloppe nucléaire. Il comporte à sa surface de petites particules appelées les ribosomes. Le REG assure la biosynthèse des protéines : C’est en quelque sorte l’usine de fabrication des protéines.
L’appareil de Golgi est un réseau membranaire assurant la maturation et le tri des protéines. Les vésicules qui se forment contiennent ces protéines. Certaines sont libérées hors de la cellule par exocytose. L’appareil de Golgi est le centre de distribution des protéines de la cellule.
Il produit aussi des lysosomes. Ces petites vésicules contiennent diverses enzymes qui jouent un rôle central en participant à la dégradation de molécules devenues inutiles, ou d’éléments étrangers comme des bactéries par exemple. Les lysosomes jouent le rôle de déchetterie de la cellule.
Tous ces mécanismes consomment de l’énergie. Les mitochondries sont des organites qui produisent l’énergie sous forme d’ATP. Cette production se déroule lors de la respiration cellulaire grâce à la dégradation de glucose en présence de dioxygène. Les mitochondries sont la centrale énergétique de la cellule.
Certaines cellules possèdent parfois des structures accessoires comme un flagelle, des cils, ou d’autres organites comme les chloroplastes des cellules végétales chlorophyliennes ; (…) mais toutes ont en commun les différentes structures que nous venons de voir et qui participent à son fonctionnement, sa défense, ou sa reproduction.
]]>Soient deux points A et B non alignés avec le centre de rotation.
A’ et B’ sont leur image par la rotation de centre O.
Le segment [AB] a pour image le segment [A’B’] de même longueur.
L’image d’une droite par la rotation de centre O est une droite.
Si la droite (AB) passe par le centre de rotation O alors son image (A’B’) coupe (AB) en O.
L’image d’un angle par la rotation d’angle α est un angle de même mesure. L’orientation est conservée.
Un cercle de centre C a pour image le cercle de même rayon et de centre C’ image de C.
L’image d’un polygone est un polygone de même périmètre et de même surface.
En conclusion, la rotation conserve les distances, les angles géométriques, les périmètres, les aires, les volumes.
La rotation est une isométrie affine.
]]>En injectant une portion inactive du virus, ou le virus complet inactivé, on stimule des cellules sentinelles, puis des lymphocytes B afin qu’ils produisent en grand nombre des anticorps spécifiques au pathogène. L’organisme est ainsi préparé en cas d’infection.
Voyons comment cela fonctionne.
Dans le cas du virus SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, c’est contre la protéine « S » de son enveloppe que l’on souhaite diriger la réponse immunitaire.
Quand certains vaccins contiennent la protéines S, les vaccins à ARNm reposent sur une approche génétique de la vaccination. L’ARN m, élaboré au laboratoire, contient l’information génétique pour diriger la synthèse de la protéine S.
Les brins d’ARN messager sont encapsulés dans de minuscules vésicules : des nanoparticules lipidiques. Leur fonction consiste juste à transporter leur cargaison d’ARN messager jusqu’à leur cible : les cellules musculaires.
La membrane lipidique des nanoparticules est similaire à celle de nos cellules. Elles vont donc fusionner selon un mécanisme naturel nommé endocytose et libérer leur précieux contenu dans le cytoplasme de la cellule.
L’information génétique des ARN messagers est décodée par des petites unités de synthèse des protéines : les ribosomes.
Acide aminé après acide aminé, le fragment de protéine S s’allonge au fur et à mesure que le ribosome avance jusqu’à ce que la protéine acquière une conformation optimale. Cette phase correspond à la traduction.
Les protéines ainsi synthétisées sont libérées pour être prise en charge par des cellules spécialisées de notre système immunitaire : les cellules folliculaires dendritiques.
Ces cellules jouent le rôle de sentinelle patrouillant dans les tissus de l’organisme. Elles sont capables de reconnaitre les éléments étrangers. C’est la phase d’initiation de la réponse immunitaire !
Les cellules folliculaires dendritiques digèrent les éléments étrangers. Elles possèdent tout l’équipement enzymatique pour procéder au découpage de la protéine S en petits fragments antigéniques. Ce sont ces derniers qui seront exprimés à la surface membranaire des cellules folliculaires dendritiques.
La suite des évènements fait intervenir d’autres cellules du système immunitaire : les lymphocytes B.
Ces cellules sont capables de reconnaitre les fragments antigéniques présentés par les cellules folliculaires dendritiques.
Cette reconnaissance repose sur le principe d’une clef dans une serrure. Lorsque la complémentarité est parfaite, le lymphocyte B est activé.
Il subit alors de multiples divisions cellulaires formant un clone. Certaines de ses cellules vont se différencier en lymphocytes mémoires, et d’autres en cellules productrices d'anticorps : les plasmocytes.
Les anticorps produits sont libérés en grand nombre dans la circulation sanguine.
Si, plus tard, le sujet adéquatement vacciné est en contact avec SARS-COV-2, ce dernier sera immédiatement reconnu et neutralisé par les anticorps.
La vaccination aura joué son rôle de préparer l’organisme contre un agent infectieux particulier.
]]>(…)
Une simple dalle de pierre permet d’enjamber une courte distance, mais le poids de la roche impose d’importantes forces de compression et de tension (…)
Pour une portée de plus de 2m, les architectes de l’antiquité réalisent des ponts en arc.
Leur forme caractéristique permet de distribuer le poids du centre (…) vers les rives, où se trouvent les culées.
(…)
Pour construire un tel pont, une structure provisoire en bois, appelé « cintre », est positionnée à l’emplacement exact de la voûte. Des blocs de pierre parfaitement taillés sont montés les uns sur les autres. La clé de voûte est placée en dernière pour assurer la cohésion de l’ensemble et le cintre peut être retiré.
Les ponts en arc sont très solides car la pierre résiste bien aux forces de compression. Il faut cependant que l’espace autour de la voûte soit rempli.
Beaucoup de ces anciens ouvrages sont encore en service de nos jours.
(…)
Pour traverser de grandes distances, Il est possible de multiplier les arcs, mais les nombreuses piles du pont constituent alors une entrave à la navigation.
(…)
Il faut attendre l’invention et la maîtrise de nouveaux matériaux pour envisager de nouvelles structures de ponts.
Au moment de la révolution industrielle, des ponts en fer et en fonte apparaîssent.
Mais ce sont des matériaux trop coûteux.
Avec l’acier et le béton, les ingénieurs en génie-civil du 19e et du 20e siècle réalisent des avancées majeures :
Des piles en béton résistent très bien à la compression. (…)
Les câbles en acier résistent à la tension. (..)
Il est d’ailleurs possible de combiner les avantages de ces deux matériaux en réalisant du béton armé. (…)
Avec des structures métalliques en treillis il est maintenant possible de faire plus léger et plus robuste.
(…)
Toutes ces évolutions associées à la puissance de calcul de l’outil informatique permettent de simuler puis construire de véritables prouesses technologiques.
]]>Voici par exemple à quoi ressemble le nombre un million huit cent soixante-dix mille (1 870 000).
L’écriture 1 870 000 correspond à la notation décimale. En sciences, nous utilisons parfois une autre notation : La notation scientifique.
Cette nouvelle écriture peut vous sembler compliquée mais elle s’avère très utile pour mener des calculs avec des grands nombres.
Alors comment cela fonctionne-t-il ?
Un nombre en notation scientifique s’écrit toujours sous la forme a que multiplie 10 puissance navec a compris entre 1 et 10 strictement, et n un entier relatif c’est à dire, un entier positif comme 3, 4, 6, 12, ou négatif comme -3, -5, -9 …
Appliquons cela avec notre exemple 1 870 000
Que vaut a ?
Souvenons-nous que 1 870 000 peut s’écrire 1 870 000,0 (lire un million huit cent soixante-dix mille virgule zéro) et déplaçons cette virgule jusqu’à obtenir un nombre plus petit que 10.
Je déplace une fois, … deux fois … trois fois … quatre fois … 5 fois … c’est toujours plus grand que 10, …au sixième déplacement, je tiens enfin ma valeur de a.
Mais 1,87 ce n’est pas pareil que 1 870 000 ! C’est justement la fonction du facteur multiplicatif 10 puissance n.
Pour retrouver 1 870 000, je dois multiplier 1,87 par 1 million, c’est-à-dire 10 puissance 6
Tiens donc ! 10 puissance 6. J’ai justement décalé ma virgule 6 fois pour trouver a.
L’exposant n du facteur 10n est justement le nombre de fois que j’ai décalé la virgule.
Voici un autre exemple plus concret d’un grand nombre : La centrale hydro-électrique Manic 5, au Québec, délivre une puissance de 1 596 000 000 de Watts.
Écrivons ce nombre en notation scientifique avec la méthode précédente. J’ajoute une virgule à la fin. Je la décale vers la gauche jusqu’à obtenir un nombre plus petit que 10.
Je compte 9 décalages.
J’obtiens alors 1,596 x 109. (lire 1 virgule 596 que multiplie 10 puissance 9)
Le site internet de la centrale Manic5 mentionne une puissance de 1,596 Giga Watts ou même 1596 Méga Watts.
Le préfixe Giga est ici synonyme de milliard et Méga est synonyme de million. S’agissant de grandeurs, c’est-à-dire de nombres suivis d’une unité, il est courant de remplacer les facteurs, mille, million, milliard par les préfixes KILO, MÉGA, GIGA.
Pensez-y quand vous croiserez des nombres avec des unités comme Kilo-volts ou Méga-tonnes.
]]>Notons que la vapeur d'eau est invisible.
]]>Les nutriments, petites molécules solubles issues de la digestion, passent à travers les cellules intestinales (entérocytes) de la paroi intestinale, puis dans le sang ou la lymphe en fonction de leur nature (glucides, protides, lipides). Ils sont ensuite transportés à l'ensemble des cellules du corps.
]]>Cette animation représente les nombres décimaux à un chiffre après la virgule compris entre -10 et 10.
Remarque : la droite numérique se dilate ou se contracte pour afficher les nombres décimaux compris entre -10 et 10 sur une échelle maximale de 100 divisions.
]]>Les tailles et distances ne sont pas respectées.
Cette simulation permet de commuter du point de vue héliocentrique (Soleil comme centre du référentiel) au point de vue géocentrique (Terre comme centre du référentiel).
]]>Trois niveaux sont disponibles :
Le grossissement simulé est de valeur 2.
]]>Tendre la corde de l'arc.
]]>Au contraire des modes de reproduction végétative comme le bouturage, la pollinisation assure une reproduction sexuée qui permet le brassage génétique et l’adaptation au milieu.
]]>Cette carte du ciel de l'hémisphère sud représente les constellations vues par un observateur situé au pôle sud. Le ciel semble tourner autour d'un axe mais c'est bien la terre qui tourne par rapport aux étoiles.
]]>La trajectoire usuelle d'un satellite est une ellipse. L'orbite circulaire, telle l'orbite géostationnaire est un cas particulier atteint uniquement sous certaines conditions.
]]>Différents stimuli peuvent être appliqués sur chaque type de peau (pression très légère, pression forte, effleurement et etirement). Les récepteurs sensoriels mis en jeu sont visualisés, ainsi que les messages nerveux émis.
]]>Plus les sources sont rapprochées, plus les ombres sont proches. Elles peuvent même se superposer et l’observateur situé à l’intersection ne voit aucune des deux sources. Cette zone est donc plus sombre que l'ombre créée par une seule source. C’est une première approche de la pénombre car les deux sources ponctuelles peuvent introduire la notion de « source étendue ».
]]>Notre oreille est sensible à ces fluctuations et les convertit en impulsions nerveuses que notre cerveau sait interpréter.
Toute anomalie dans la transmission du son entre l'oreille externe et l'oreille interne ou un problème d'interprétation par le cerveau provoque une surdité partielle ou totale.
Une perte auditive est décelée pendant un test audiométrique pratiqué par un spécialiste. Le résultat prend la forme d'un graphique nommé audiogramme.
]]>Les options d'affichage permettent :
Noter que la Lune montre toujours sa même face à la Terre. On dit que son orbite est synchrone.
Attention, certaines échelles ne sont pas respectées.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton « question suivante ».
]]>En arrière de la fente, des zones d'amplitude minimale et des zones d'amplitude maximale apparaissent, en forme de lignes qui s’écartent à partir du centre de l’ouverture.
La largeur de l’ouverture de la fente et la longueur d’onde sont les paramètres importants du phénomène de diffraction.
Faire glisser les curseurs glissants pour modifier les paramètres de l'expérience.
Cliquer puis faire glisser le capteur dans l'écran.
]]>Ce type de dégradation de la roche est fréquent en montagne, là où la température oscille régulièrement autour de 0°C.
]]>Elle permet de :
Elle est couramment utilisée dans le protocole du dépistage de l’infection par le VIH.
L’Elisa est une technique couramment utilisée dans le protocole du dépistage de l’infection par le VIH.
]]>Il ne faut pas sous-estimer l'importance de la dégradation chimique de la roche par les embruns (dissolution), comme c'est le cas pour de la roche calcaire.
La forme du littoral dépend de très nombreux paramètres. Il peut s'agir de simples plages de sable ou de galets (grève), ou de falaises façonnées par des éboulements successifs.
]]>On reconnaîtra dans les premiers harmoniques de la série les notes de l'accord parfait (tonique-quinte juste-tierce majeure). C'est pour cette raison que cet accord nous semble si harmonieux et équilibré. En jouant la tierce et la quinte en plus de la tonique, nous ne faisons que renforcer des notes déjà présentes dans la tonique.
Remarque : Cette animation illustre les harmoniques cachés derrière une seule note jouée (ici le Do grave). En survolant une note de la portée, la vibration du mode correspondant est affichée. Ainsi le SOL en harmonique 3 est un mode entendu lorsqu'on joue le DO du bas. Il ne s'agit pas de la note SOL jouée sur l'instrument, mais d'un son pur dont la hauteur correspond à un SOL.
]]>Survoler la montre à cadran pour faire apparaître ses aiguilles. L'élève peut les faire tourner (non embrayées) afin de vérifier s'il sait écrire/dire l'heure.
La case à cocher « solution » permet d'afficher l'écriture exacte.
]]>Dans les déserts, l'agent principal d'érosion et de transport des matériaux est le vent (érosion éolienne). Si le vent peut agir si efficacement pour éroder et transporter les particules, c'est qu'il n'y a ni humidité, ni végétation ni relief pour retenir celles-ci et les stabiliser. Le vent qui balaie la surface du sol entraîne donc facilement ces particules.
Une dune de sable peut se déplacer par érosion du versant au vent et par accumulation sur le versant opposé. Le paysage est ainsi constamment renouvelé.
]]>Un réseau alimentaire (ou réseau trophique) est la réunion de plusieurs chaînes alimentaires au sein d'un même écosystème. Dans ce réseau, un être vivant en mange un autre pour assurer sa survie.
Pour cette raison, on caractérise aussi un réseau trophique par le passage de l'énergie (matière) d'un être vivant à un autre selon une hiérarchie particulière. On distingue ainsi :
Les sites des ministères de l'environnement des différents pays fournissent de nombreuses données relatives à la production/consommation/traitement des eaux.
Plus de 800 stations au Québec traitent plus de 90% des eaux usées.
Ces pourcentages s'inversent dans les pays en développement.
Le cycle de traitement combine des procédés physiques, chimiques et biologiques. On estime en moyenne à 75 % le rendement du traitement de dépollution de ces usines. Il faut donc nuancer les données concernant la quantité (pourcentage) d'eaux usées traitées en tenant compte de la qualité de ces traitements. Il existe en effet de grandes disparités entre les techniques de traitements.
]]>À la base de cette chaîne se trouvent les producteurs. Ce sont les végétaux terrestres ou aquatiques (algues, phytoplanctons). Ils fabriquent leur propre matière organique à partir des nutriments, du CO2 et de la lumière (photosynthèse).
Les animaux situés juste au-dessus dans la chaîne sont les consommateurs de premier niveau : les herbivores.
Ils sont les proies des consommateurs de second niveau: les carnivores.
Un carnivore qui n'a pas de prédateurs est appelé un grand prédateur. Il se situe au sommet de la chaîne.
La flèche signifie « ... est mangé par ... ». Une chaîne alimentaire est constituée de maillons pouvant faire partie d'autres chaînes. L'ensemble de toutes ces chaînes constitue un réseau alimentaire.
Remarque : cette animation omet le rôle des décomposeurs. Ce sont des organismes et des microorganismes qui dégradent les matières organiques mortes (déchets, plantes et animaux morts). Ils fournissent la grande partie des nutriments recyclés par les producteurs.
]]>Différentes illusions révèlent certains fonctionnements de notre cerveau. La vision n'est qu'une vue de l'esprit ...
]]>Les différentes étapes de la germination de la graine du haricot sont décrites dans cette animation avec différentes conditions environnementales.
]]>L’Elisa est une technique couramment utilisée dans le protocole du dépistage de l’infection par le VIH.
]]>Une force n'apparaît que si on place une charge test en un point où il existe un champ. Rappelons qu'une charge ne subit pas son propre champ. En accord avec la loi de Coulomb, l'intensité de la force décroît, comme celle du champ, avec le carré de la distance qui sépare la charge test de la charge fixe.
Le champ est dirigé vers les potentiels décroissants et reste orthogonal en tout point aux équipotentielles. Les lignes de champ révèlent la symétrie sphérique du champ électrique.
Dans cette animation, les particules ont une charge unitaire de 1 C.
]]>Si la source se déplace à la vitesse du son qu'elle émet, elle franchit le "mur du son" et sa vitesse est de Mach 1.
Cliquer sur [play] pour démarrer chaque séquence.
]]>Cliquer sur [play] pour lancer chaque séquence.
]]>Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur le bouton étape suivante.
]]>L'endomètre est une muqueuse qui tapisse la face interne de l'utérus. Au cours du cycle, il s'épaissit. Puis, si aucun embryon issu de la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde ne vient se loger dans l'endomètre, la couche superficielle de celui-ci est éliminée : ce sont les règles (ou menstruations).
Cette animation permet également de mettre en relation le cycle utérin avec le cycle ovarien : le 14e jour de chaque cycle, un des deux ovaires libère un ovule (ou ovocyte).
]]>L'étude d'un circuit RLC passe par la résolution d'une équation différentielle du second ordre. Pour cette raison, le circuit se nomme « circuit du second ordre » (ou circuit d'ordre 2).
L'interrupteur permet de simuler l'application d'un échelon de tension sur le circuit (E=5V, charge du condensateur et de l'inductance), puis le retour en régime libre (E=0, décharge du condensateur et de l'inductance). Une simple équation des mailles permet d'établir la loi qui régit l'évolution de la charge q(t) aux bornes du condensateur :
d2q/dt2 + (R/L)dq/dt + q/LC = E/L
Le membre de gauche de cette équation regroupe les termes de la grandeur étudiée (ici la charge aux bornes du condensateur q(t)).
Le membre de droite (« second membre ») constitue la source d'excitation du montage.
La résolution d'une équation différentielle fait toujours apparaître deux types de solutions :
La réponse du circuit (solution complète) est la somme de ces deux solutions individuelles.
La solution d'une équation différentielle du second ordre est toujours de nature exponentielle. Dans le cas d'une exponentielle complexe, des oscillations sinusoïdales apparaissent.
]]>Une mole est une unité du système international (mol). C'est un nombre d'atomes, de molécules, ou plus généralement de particules. Ce nombre, appelé nombre d'Avogadro, est énorme: NA = 6,022×1023 . Il est parfaitement adapté aux calculs chimiques. Il est en effet préférable de manipuler 0,5 mole d'atomes plutôt que 300 mille milliards de milliards d'atomes, même si ces chiffres caractérisent la même chose.
L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>La configuration avec deux aimants permet d'illustrer l'effet du principe de superposition et la somme vectorielle associée.
Cette animation permet aussi de simuler le principe de fonctionnement du moteur pas à pas.
]]>Les fonctionnalités proposées permettent d'introduire les notions de multiples, de diviseurs, de multiples communs ou de nombres premiers et composés.
]]>Remarque : cette simulation ne fonctionne pas en logique séquentielle. Elle ne permet de simuler que des fonctions combinatoires. Cependant, il est possible de simuler quelques circuits de logique séquentielle comme les bascules.
]]>Un polygone est dit régulier si tous ses côtés sont de même longueur et si tous ses angles sont égaux.
Un polygone régulier s'inscrit dans un cercle (tous ses sommets se trouvent régulièrement répartis sur le cercle).
]]>On peut régler les différents paramètres pour observer les différents régimes caractéristiques: transitoire, permanent, résonance ...
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>La classification utilisée dans cette animation est néanmoins simplifiée.
]]>En absence de fécondation, un autre cycle se produit.
Cette animation présente les modifications structurales de la muqueuse utérine au cours du cycle menstruel.
]]>Les différentes étapes d'un tsunami sont ici décrits:
Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
]]>
On illustrera ainsi l'évolution de l'amplitude de l'oscillateur autour de sa fréquence propre. On notera l'évolution du déphasage pour un système du second ordre.
Pour cette animation, le coefficient d'amortissement est de 0,04 soit un facteur de qualité de 12,5.
]]>Des batteries permettent d'emmagasiner cette énergie le jour pour la restituer la nuit.
]]>Il est important de distinguer deux formes d'équilibre :
Cette animation permet d'illustrer les forces en présence. La position du centre de gravité du système, par rapport au support (point de basculement ) est l'élément important.
]]>Le manteau terrestre est une vaste enveloppe productrice d’énergie (présence d’éléments radioactifs), comme le serait une centrale nucléaire ! Les principales conséquences sont les suivantes :
Il est couramment enseigné ceci encore aujourd'hui :
Cependant, les spécialistes savent désormais que le phénomène est inversé :
Attention, certaines échelles ne sont pas respectées.
]]>Un circuit électronique est la connexion de deux dipôles bornes à bornes. Les deux composants sont parcourus par le même courant et supportent la même tension (différence de potentiel). Le point de fonctionnement d'un circuit, aussi nommé point de repos, est le couple de valeurs (U0 , I0) qui vérifie simultanément la caractéristique des deux dipôles. Ce point, s'il existe, se trouve forcément à l'intersection des deux courbes caractéristiques des deux dipôles.
]]>Cette animation propose une illustration du théorème des gendarmes (aussi appelé théorème d'encadrement).
Cliquer dans l'écran pour figer les points.
]]>Remarque: Certaines échelles ne sont pas respectées.
]]>L'énergie (travail) est une grandeur scalaire algébrique. La convention prise ici décrit un travail moteur lorsque sa valeur est positive et un travail résistant lorsqu'elle est négative.
On illustre le fait que le travail d'une force constante entre 2 points ne dépend pas du chemin suivi entre ces points.
]]>Pour qu'un courant circule dans ce circuit, il faut que l'un des dipôles soit une source (un générateur) et que le circuit soit fermé.
Le biceps est le muscle fléchisseur, et le triceps le muscle extenseur.
]]>Cette animation présente deux techniques de fécondation contrôlée chez le maïs :
Plus le volume est faible, plus les collisions sont nombreuses et plus la pression est grande.
]]>Cliquer puis faire glisser les écrans pour aligner les trous.
]]>Cliquer sur la grenouille assise pour nommer les différentes parties.
]]>On peut déplacer l'obélisque à l'aide de la souris.
]]>Cliquer sur les flèches pour progresser dans l'animation.
]]>Le modèle consul - the educated monkey est un jouet en métal de The education Novelty Co, Ohio, USA, datée entre 1916 et 1918.
Lorsque les pieds du singe sont placés face à 2 chiffres de la règle graduée, les mains indiquent le résultat de la multiplication.
]]>Cliquer sur [play] pour avancer dans l'animation. Cliquer ensuite sur la pompe pour faire le vide.
]]>À moins que l'eau collectée ne soit déjà de très grande qualité, elle subit un traitement qui élimine tous les contaminants dangereux pour la santé.
Cette animation suit pas à pas les étapes successives de ce processus qui combine actions physiques, chimiques et biologiques.
]]>Cliquer ensuite sur le bouton lecture pour lancer le test.
Le résultat peut être entré à l'aide du pavé numérique fourni dans l'animation ou à l'aide de votre clavier. Au bout de 2 mauvaises réponses, le résultat est affiché.
]]>Cliquer sur le graphe et/ou les données binaires du fichier de sortie pour faire les correspondances.
]]>La position des ailes du sémaphore indique le message codé à transmettre. Chaque position correspond à un chiffre qui renvoie à une page précise d’un cahier sur laquelle est noté le message en toutes lettres.
Pour décoder le message, reproduire avec le manipulateur les signaux indiqués par le second télégraphe.
]]>Une boîte en carton est percée d'un trou pour y glisser une lampe. Les côtés sont tous noirs pour limiter la diffusion de la lumière sauf l'écran du fond qui est blanc.
En allumant la lampe devant un obstacle opaque, on peut définir plusieurs zones d'ombre. Dans tous les cas, l'ombre est la région qui n'est pas atteinte directement par la lumière de la source.
]]>Grâce à une méthode statistique rigoureuse sur une grande population de mouches, Morgan étudie le croisement de femelles de phénotype « sauvage » aux yeux rouges avec des mâles de phénotype « mutant » aux yeux blancs (génération parentale P).
Il constate que 100% de la descendance F₁ présente le phénotype « sauvage ». Un des deux caractères parentaux a disparu. Il en déduit que l'allèle « mutant » (w) du gène responsable de la couleur des yeux est récessif. L'allèle « sauvage » (W⁺) est dominant.
Dans un deuxième temps, il croise entre eux des individus de la génération F₁ et constate que dans la génération F₂, le caractère récessif réapparaît chez 25% de la descendance.
Ces résultats sont conformes aux lois de l'hérédité établies par Mendel, mais il y a une différence : les individus de la génération F₂ présentant le caractère récessif sont tous des mâles.
Morgan en déduit que le gène de la couleur des yeux est porté par les chromosomes sexuels chez la drosophile et plus particulièrement par le chromosome X. Il n'est pas présent sur le chromosome Y. Ainsi chez les mâles, seul le chromosome X apporté par le gamète maternel détermine la couleur des yeux. Le mode de transmission du gène de la couleur des yeux est lié au sexe.
Chez la drosophile comme chez l'humain, les noyaux des cellules contiennent un certain nombre de paires de chromosomes appelés autosomes (3 paires chez la drosophile et 22 chez l'humain) et une paire de chromosomes sexuels. Chez la femelle, la paire de chromosomes sexuels est composée de deux chromosomes X, alors que chez le mâle, elle est composée d'un chromosome X et un chromosome Y.
Cliquer sur {play} ou {pause} pour lire ou arrêter le film.
]]>Plus la pente du plan incliné est douce, plus la force à appliquer sur l'objet pour le déplacer est faible. En contrepartie, la distance à parcourir est plus grande.
]]>De tels moteurs sont maintenant omniprésents : locomotive, lave-linge, industrie ...
Retenons enfin que ces machines sont totalement réversibles : on peut ainsi convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. C'est ce qui se passe dans une centrale électrique. On parle alors de génératrice, ou d'alternateur.
]]>Sitographie :
Initialement étendue, on peut réduire la taille de la source jusqu'à la rendre ponctuelle en cliquant dessus.
On peut aussi déplacer verticalement la sphère intercalée.
Cliquer sur la source pour modifier son étendue.
Cliquer puis faire glisser la sphère intercalée.
]]>La méthode repose sur le principe de neutralisation d'un acide par une base.
La méthode volumétrique illustrée ici consiste à déterminer le volume Vb d'une base de concentration Cb connue qu'il est nécessaire d'ajouter à un certain volume Va d'acide de concentration inconnue Ca.
Dans cette animation, la base est de l'hydroxyde de sodium NaOH (soude) et l'acide est l'acide chlorhydrique.
Lors de la neutralisation de l’acide par la base, on obtient l’égalité suivante :
VaCa = VbCb
À partir de cette égalité, on peut en déduire la concentration de l’acide :
Ca = VbCb/Va
Cliquer sur le robinet ou sur le bouton pour ajouter 5 mL de NaOH.
]]>Dans l'animation ci-dessus, les forces sont contenues dans le plan Oxy, M est le point de concours et la somme vectorielle des forces est nulle à tout instant. Le point M est en équilibre.
Cet état d'équilibre demeure tant que la somme des forces appliquées reste nulle. Ceci correspond au principe d'inertie énoncé par Newton: « Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état. »
Le domaine de la mécanique qui étudie les solides au repos est la statique.
]]>Le pôle nord magnétique ne coïncide pas exactement avec le pôle nord géographique. Le pôle nord géographique est l'un des deux points d'intersection de tous les méridiens (le second est bien évidemment le pôle sud). La boussole réagit au champ magnétique terrestre et le pôle nord magnétique est un point mouvant (quelques dizaines de kilomètres par an !). Il se situe actuellement au nord de l'île d'Ellesmere (nord du Canada). Pour la navigation terrestre et maritime, confondre le nord géographique avec le nord magnétique est acceptable sauf à proximité du cercle arctique.
Une boussole est un aimant. Le pôle nord de la boussole pointe en théorie vers le pôle sud terrestre. Le pôle nord magnétique est donc un pôle sud au sens du magnétisme, mais sa proximité avec le pôle nord géographique justifie son nom de pôle nord magnétique dans le langage courant.
Le compas est l'autre terme utilisé en navigation maritime pour parler de boussole.
Une boussole sera toujours tangente aux lignes de champ.
]]>Fonctionnement: Pour expliquer le fonctionnement des touches, nous simulerons le cas suivant : l'opérateur a pressé les touches <60>, <x>, <20>. la valeur affichée à l'écran à ce stade est donc "20"
Touche <=> : Affiche le résultat du calcul "120" à l'écran.
Touche <C> : Efface juste la dernière entrée à l'écran. L'écran affiche "0" mais la séquence <60>, <x> est conservée.
Touche <AC> (All Clear) : Efface ce qui est à l'écran et le calcul en cours. Seule la mémoire M est conservée.
Touche <M⁺> : Ajoute la valeur affichée au contenu de la mémoire M. Si M est initialement vide alors <M⁺> revient à stoquer la valeur affichée dans la mémoire M (M=20). L'écran ne change pas quand on presse sur les touches <M⁺> et <M⁻>
L'utilisateur tape <8>. Le chiffre "8" s'affiche à l'écran.
Touche <M⁻> : Retranche la valeur affichée au contenu de la mémoire. comme M=20 avant de presser <M⁻> alors M=12 mais il y a toujours "20" à l'écran.
Touche <MR> (Memory Restore) : Affiche le contenu de la mémoire. "12" s'affiche à l'écran.
Touche <MC> (Memory Clear) : Efface le contenu de la mémoire. M=0 mais "12" reste affiché à l'écran.
Touche <M⁺> : Comme la mémoire était vide (M=0), cette nouvelle action <M⁺>revient à ré-initialiser la mémoire avec la valeur "12" (M=12)
Pour calculer un pourcentage, la procédure est la suivante:
<50>, <x>, <10>, <%> donne le résultat de 10% de 50 soit la valeur "5" qui s'affiche à l'écran. Noter qu'il ne faut pas presser sur <=> pour obtenir le résultat.
Taper sur les touches de la calculette ou sur votre clavier numérique.
Presser la barre d'espace pour le signe "=".
]]>Les composantes du vecteur se calculent à partir des coordonnées de ses deux points.
Utiliser cette animation pour comprendre les relations entre les composantes du vecteur dans les deux repères.
Cliquer puis faire glisser les extrémités du vecteur. Il est aussi possible de faire glisser le vecteur.
]]>Cette animation illustre le cas d’un milieu aquatique envahi par la jacinthe d’eau. La prolifération rapide de la jacinthe rompt l’équilibre naturel de cet écosystème, causant la disparition des espèces aquatiques par asphyxie.
]]>Elle trouve son origine dans la résolution des problèmes posés par les jeux de hasard. Ainsi, la probabilité d'obtenir un 6 en lançant un seul dé est de 1/6 mais la fréquence observée de cet évènement peut s'écarter de cette valeur théorique. La fréquence tend vers la probabilité pour un très grand nombre de lancers.
Lorsque la loi de probabilité suit une loi constante, on dit que chaque évènement est équiprobable. La probabilité d'un événement est toujours inférieure ou égale à 1. La somme des probabilités de tous les événements possibles est égale à 1.
]]>Seule la théorie quantique permet d'expliquer ce modèle atomique.
Cliquer sur 'Nuage électronique' pour faire un effet de rémanence et conserver l'affichage des positions passées des électrons.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>Néanmoins, le redressement opéré par la diode fonctionnant en commutation provoque de la distorsion et ce type de circuit n'est plus utilisé pour les récepteurs de qualité.
]]>Cliquer puis faire glisser le curseur A.
Cliquer aussi sur les flèches du clavier.
]]>Cliquer puis faire glisser les sommets du triangle pour le modifier.
]]>L'objet A (la théière) peut être déplacé afin d'observer les relations de symétrie vérifiées à tout instant.
]]>Cette animation a pour objectif de répondre à ces questions. Le décor est simple pour pouvoir isoler les effets de la source lumineuse (ici le Soleil) sur les objets (ici l'arbre avec ou sans la maison). En déplaçant le Soleil l'ombre s'allonge, rétrécit ou disparaît. La lumière se propage en ligne droite. Il est donc aisé de comprendre que l'ombre reproduit la silhouette de l'objet, plus ou moins déformée selon la position du Soleil.
]]>L’instrument de mesure d’angle est le rapporteur. Le plus courant est le demi-disque partagé en 180 parties égales. Une partie correspond à un degré. Le rapporteur est gradué de 0 à 180 degrés (°). Une variante est le disque complet gradué de 0 à 360 °. Pour faciliter son utilisation, le rapporteur possède souvent deux graduations en sens inverse.
Les unités de mesure d’angle les plus courantes sont le degré (°) et le radian (rad).
Manipulation du rapporteur :
Cliquer puis faireglisser pour faire pivoter.
]]>Il faut être capable d'arrêter le crayon à la graduation choisie pour que la mesure soit précise.
Il est possible d'utiliser le système métrique (cm, mm) ou impérial (pouce ou inch en anglais).
]]>L'unité de longueur est le mètre (m), mais on utilise fréquemment ses sous-unités tels que le décimètre (dm). Le centimètre (cm) et le millimètre (mm).
]]>Le poids est une force, exprimée en newton (N), alors que la masse est une propriété de la matière exprimée en kilogramme (kg).
Un objet a donc la même masse sur la Terre que sur la Lune, mais la force gravitationnelle qu'il subit (le poids) est différente.
]]>Cliquer puis faire glisser le point A ou utiliser les flèches du clavier.
]]>Cliquer puis faire glisser le point A ou utiliser les flèches du clavier.
]]>La vue est l'un des 5 sens. L'œil est l'organe de la vue. Les cônes et les bâtonnets sont les récepteurs photosensibles qui détectent la lumière.
La lumière est le stimulus.
Cliquer sur [zoom-plus] pour agrandir une zone de la rétine.
]]>Un supraconducteur se caractérise par une résisitivité quasiment nulle (<10-25 Ω⋅m).
]]>Notons que chacun des 4 points A,B,C,H est l'orthocentre du triangle formé par les trois autres.
]]>Cette animation illustre la synthèse additive des couleurs. Les disques de couleur représentés peuvent être assimilés à des projecteurs déplaçables. Le mélange en proportions égales de ces trois couleurs primaires donne :
Le jaune, le cyan et le magenta sont les couleurs secondaires de la synthèse additive. L’absence de couleur donne du noir.
]]>Déplacer le plan en cliquant dans l'écran.
]]>Cliquer puis glisser la souris dans l'écran pour tracer un vecteur que l'on pourra déplacer. On illustrera ainsi la translation.
]]>De nombreuses grandeurs physiques approchent cette loi de distribution normale, souvent décrite comme la loi des phénomènes naturels.
Même s'il existe de nombreuses lois de probabilité, un phénomène issu du hasard, réitéré un grand nombre de fois, suit une loi de probabilité qui tend vers la loi normale. Ce théorème est illustré avec la loi binomiale.
]]>Cliquer sur un objet pour le sélectionner puis le faireglisser dans le plan.
Cliquer puis faire glisser le centre de Symétrie O.
]]>Le mois synodique est le temps mis par la Lune pour revenir à la même place par rapport à la Terre et au Soleil (ex : alignement). C'est la période qui est importante pour nos calendriers, puisque c'est la durée qui sépare deux phases identiques du cycle lunaire.
]]>Utiliser cette animation pour introduire la notion de vecteur. Tracer jusqu'à trois vecteurs dans le plan cartésien. Représenter des vecteurs égaux, opposés, collinéaires. Afficher leurs composantes et établir les relations qui existent entre elles. Déplacer les vecteurs, leurs composantes restent inchangées.
Deux vecteurs égaux sont portés par des droites parallèles, leurs composantes sont identiques.
Deux vecteurs opposés sont portés par des droites parallèles, leurs composantes sont opposées.
Cliquer puis faire glisser la souris pour tracer un vecteur. Déplacer le vecteur et ses extrémités.
]]>La réponse varie entre 5 et 7 selon qu'on comptabilise deux continents pour l'Eurasie (Europe + Asie) et deux continents pour l'Amérique (Amérique du nord et Amérique du sud).
Étymologiquement, le mot « continent » vient du latin continens terra qui signifie « terres continues ». Avec cette définition, l'Europe ne constitue pas un continent séparé de l'Asie. Cette frontière provient de la Grèce antique qui considère la mer Égée (et donc la Grèce) comme le centre du monde. Ce qui se trouve à l'ouest est l'Europe et ce qui se trouve à l'est est l'Asie. Au sud se trouve l'Afrique, qui était alors séparée de l'Asie par le Nil.
Les trois continents connus furent aussi représentés de façon très symbolique par la « carte en TO ». Cette représentation emprunte de nombreuses croyances religieuses avec la ville sainte Jérusalem en son centre, un cercle parfait des océans qui entourent toutes les terres connues, et les noms des trois fils de Noé associés à chaque continent (Sem, Cham et Japhet). Cette représentation durera plus de dix siècles avant que ne s'améliorent les cartes et que de « nouveaux » continents ne soient découverts par les européens (Amérique en 1492, Océanie en 1606, Antarctique en 1838).
]]>Là où nous croyons voir un faisceau lumineux, ce sont en fait des poussières ou particules éclairées par la lumière qui font écran. Une partie de cette lumière est renvoyée dans nos yeux et ce sont en fait les poussières que nous voyons, pas la lumière !
]]>Lors de la première division de méiose, les chromosomes homologues se séparent et migrent vers l'un des deux pôles de la cellule de façon aléatoire. Il y a donc 50% de chance qu'un chromosome migre d'un côté ou de l'autre.
Dans notre exemple, il y a donc deux arrangements possibles à l'issu de la première division de méiose : soit les chromosomes d'origine maternelle migrent d'un côté et les chromosomes d'origine paternelle de l'autre, soit on trouve de chaque côté un chromosome d'origine maternelle et un chromosome d'origine paternelle. En fin de méiose, il y a quatre types de gamètes possibles, du point de vue de la répartition des allèles.
]]>La modulation d'amplitude (AM) est la plus simple et la plus ancienne des méthodes de modulation, principalement parce que la démodulation au niveau du récepteur est simple à réaliser. Un multiplieur suivi d'un filtre suffit pour obtenir un signal modulé en amplitude, mais il faut reconnaître que ce type de modulation génère de nombreuses distorsions et qu'on lui préfère maintenant la modulation de fréquence (FM).
Modifier les paramètres du signal modulant à l'aide des curseurs glissants.
]]>Elle aborde la transmission héréditaire du caractère du groupe sanguin par la présentation d'un exemple d'arbre généalogique.
Les globules rouges (appelés hématies ou érythrocytes) sont les principaux constituants du sang. Ils contiennent l'hémoglobine, qui assure le transport du CO2 et de l'O2 dans l'organisme.
Les quatre groupes sanguins A, B, O et AB tirent leur nom des antigènes (ou agglutinogènes) caractéristiques qui se trouvent à la surface des hématies. Il en existe de deux types : les antigènes A et les antigènes B.
Par ailleurs, dans le plasma sanguin, circulent des anticorps spécifiques appelés agglutinines. Ils peuvent être de deux types : les anticorps anti-A et les anticorps anti-B.
À cause de la précession des équinoxes, il existe maintenant environ un mois de décalage entre le signe du zodiaque et la constellation réellement observée de nos jours derrière le Soleil. Cette animation ne respecte ni les échelles ni les durées de passage devant chaque constellation. En effet, il y a plutôt 13 constellations zodiacales au lieu de 12 (il faut ajouter le serpentaire entre le scorpion et le sagittaire), et les temps de passage varient entre 6 jours et 45 jours.
Cette animation est plus proche de la conception simplifiée astrologique que de la représentation astronomique exacte.
]]>Le signal électrique délivré par le microphone est l'image fidèle du son émis par le haut parleur. L'oscilloscope nous délivre l'image temporelle de ce signal. Il est périodique et sa fréquence caractérise la hauteur de la note.
Un analyseur de spectre permet de représenter le même signal d'une autre façon. C'est grâce à cette analyse fréquentielle que l'on explique la différence de timbre entre chaque instrument de musique.
]]>Voici une présentation du schéma d’une dissection du tube digestif de lapin. L’état des aliments est représenté à chaque grande étape de la digestion.
]]>Contrairement à ce que son nom pourrait laisser croire, cet instrument ne mesure pas directement une altitude. Il convertit une mesure de pression atmosphérique en altitude. La précision de cette mesure nécessite un calage altimétrique qui tient compte des conditions réelles. Il est gradué en pieds (1 000 pieds = 304,8 mètres). L’unité de pression est le millibar (mb), mais en aviation, on utilise la hauteur du niveau du mercure (Hg) mesurée en pouce (in).
]]>Noter comment les lignes de champ cartographient ce champ. Elles témoignent de la symétrie du champ magnétique et de son action à distance.
]]>
Le dioxygène rejeté est un déchet des réactions photosynthétiques. Celles-ci se produisent dans les feuilles (organes chlorophylliens), au niveau de cellules qui contiennent de nombreux organites spécialisés : les chloroplastes.
L'eau puisée par les racines est acheminée par la sève brute jusqu'aux feuilles, alors que les glucides synthétisés dans les feuilles sont transportés aux autres organes de la plante par la sève élaborée. Le dioxyde de carbone de l'air entre dans la feuille par de petits orifices appelés stomates. C'est également par là que le dioxygène produit est rejeté dans l'air.
]]>La machine arithmétique de Blaise Pascal (1623-1662) – la pascaline - est l’une des premières machines à calculer mécanique (premier modèle 1642). C’est une machine à calculer car le passage de la retenue s’effectue automatiquement.
Elle permet d’effectuer directement les additions et les soustractions. Il est également possible de multiplier et de diviser par additions et soustractions successives.
Pour remettre à zéro les afficheurs, l'utilisateur était invité à mettre toutes les roues à « 9 » puis d'ajouter « 1 ».
]]>Le vélocipède (littéralement « pied rapide ») utilise un pédalier à pignon fixe sur la roue avant : un tour de pédalier équivaut à un tour de roue motrice.
Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant : le grand bi est l'application extrême de ce principe. La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.
]]>Crédit cartes : Les cartes GéoLibre de ROFMR
]]>Les conditions de vols étant rarement standards, on a recours à l'altitude densité pour estimer l'altitude standard (ISA) possédant la mêecirc;me valeur de densité de l'air.
]]>Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant: le grand bi est l'application extrême de ce principe.
La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.
Cette animation reprend les éléments connus à différentes époques :
1 minute de cette simulation à vitesse lente correspond à environ 10 ans dans la réalité.
1 minute à la vitesse accélérée (temps × 10) correspond à environ une vie humaine.
]]>Plus que le cheminement de ces radioéléments dans le corps humain, c'est leur fixation à l'intérieur de certains tissus qui est décelée.
Parce qu'ils sont radioactifs, les radioéléments se désintègrent en émettant un photon gamma. Ce rayonnement est détecté par une ou plusieurs gamma caméra.
Cette technique permet d’explorer de façon très ciblée l’activité de certains organes ou processus pathologiques. La scintigraphie est un dispositif d’imagerie fonctionnelle, par opposition à l’imagerie anatomique (telle que la radiographie), qui montre les contours et la densité des organes.
Cet examen est indolore et sans effet secondaire.
]]>Cette animation illustre les 2 premières lois.
]]>Il transporte également les nombreuses molécules du système immunitaire et diffuse les hormones dans tout l’organisme.
]]>Dans les déserts, l'agent principal d'érosion et de transport des matériaux est le vent. Si le vent peut agir si efficacement pour éroder et transporter les particules, c'est qu'il n'y a ni humidité, ni végétation pour retenir celles-ci et les stabiliser. Le vent qui balaie la surface du sol entraîne donc facilement les particules de la taille des sables, mais n'a pas l'énergie nécessaire pour soulever ou faire rouler les plus grosses particules. Ainsi, les plus gros éléments se concentrent progressivement à mesure de l'ablation des sables jusqu'à former une sorte de pavement qui recouvre les sables et les stabilise.
]]>Le fait d'interposer un filtre élimine certaines composantes.
]]>Cliquer sur le système que vous souhaitez considérer. Les forces extérieures à ce système apparaîtront automatiquement. Chaque force peut être déplacée pour reconstituer la somme vectorielle.
En ce qui concerne le câble, nous avons fait le choix de ne représenter que les forces qui s'appliquent à une portion du câble.
]]>Ce quiz représente pour l'enseignant un outil pédagogique intéressant pour sensibiliser les enfants sur leur propre mode de vie et ses conséquences à l'échelle planétaire.
]]>Cette animation est ralentie plusieurs milliers de fois si on considère que les signaux audibles sont compris entre 20 Hz et 20 000 Hz.
]]>Une coupe transversale permet de distinguer deux zones :
Après le dépôt de sédiments, ceux-ci sont recouverts par de nouvelles couches successives et se retrouvent en profondeur dans des conditions de température et de pression plus élevées qu'à la surface. Les sédiments subissent des modifications physiques et chimiques (diagénèse) qui les transforment en roche plus ou moins dure et cohérente.
]]>Cette carte du ciel de l'hémisphère nord représente les constellations vues par un observateur situé au pôle nord. Le ciel semble tourner autour d'un axe (passant à proximité de l'étoile polaire) mais c'est bien la Terre qui tourne par rapport aux étoiles.
]]>Caractéristiques des miroirs sphériques :
La construction de l'image, dans les conditions de Gauss (petits angles), est facilitée par le tracé des rayons principaux:
Deux de ces rayons permettent de construire l'image.
Pour un miroir concave, l'image est virtuelle lorsque l'objet est situé entre F et S. L'image est réelle quand l'objet est plus loin que F.
]]>Une éclipse totale de Soleil est un événement astronomique rare. Il faut un alignement parfait entre le Soleil, la Lune puis la Terre. Il faut aussi que la Lune soit à bonne distance de la Terre (car son orbite est légèrement elliptique).
Tant que le Soleil n'est pas totalement occulté, il est impossible de le regarder en face sans se blesser les yeux. Seules des lunettes éclipse appropriées (norme CE) permettent de suivre le phénomène dans sa globalité. Ces lunettes peuvent être retirées pour observer la couronne solaire uniquement pendant les quelques secondes/minutes de totalité.
]]>Un réseau alimentaire (ou réseau trophique) est la réunion de plusieurs chaînes alimentaires au sein d'un même écosystème. Dans ce réseau, un être vivant en mange un autre pour assurer sa survie.
Pour cette raison, on caractérise aussi un réseau trophique par le passage de l'énergie (matière) d'un être vivant à un autre selon une hiérarchie particulière. On distingue ainsi :
L'existence de ce champ peut être révélée par une force agissant sur certains matériaux et sur des charges en mouvement.
Une expérience très simple à réaliser consiste à saupoudrer de la limaille de fer au voisinage d'un aimant. Chaque grain de métal va s'aimanter et, par attraction mutuelle, s'orienter selon des lignes particulières.
Ces lignes de force sont aussi appelées lignes de champ. Elles cartographient la perturbation magnétique générée par les sources en présence.
]]>Caractéristiques des miroirs sphériques :
La construction de l'image, dans les conditions de Gauss (petits angles), est facilitée par le tracé des rayons principaux :
Deux de ces rayons permettent de construire l'image.
Pour un miroir convexe, l'image est toujours virtuelle.
]]>Cliquer sur "capodastre" pour modifier la longueur de la corde
Cliquer sur "harmoniques" pour visualiser un des quatre premiers harmoniques.
Le plus simple des polariseurs est consitué d'une grille métallique. Les ondes électromagnétiques qui passent sont celles dont le champ électrique est perpendiculaire à la direction des fils métalliques. La composante parallèle fait osciller les électrons de la grille à comme pour un miroir métallique. Cette composante parallèle est réfléchie et ne passe pas le polariseur, contrairement à la composante perpendiculaire qui, n'ayant aucune incidence sur les électrons de la grille, la franchit sans perturbation.
]]>La Lune est une source secondaire de lumière puisqu'elle ne fait que renvoyer une partie de la lumière qu'elle reçoit sans en émettre.
Le miroir, quant à lui, renvoie la lumière de façon optimale puisque tous les photons qui le frappent sont réfléchis.
]]>La zone de la Terre qui se trouve dans l'ombre du Soleil correspond à la zone de nuit. Cette zone est une demi-sphère, mais ramenée sur la projection plane d'une mappemonde, elle prend une forme compliquée qui évolue au cours de l'année.
Cette animation permet de simuler cette évolution et d'illustrer les phénomènes suivants :
Notons que la trajectoire d'un corps dans un tel champ de force est une ellipse (ou une hyperbole). La chute libre verticale n'est qu'un cas particulier qui n'est observé que lorsqu'on lâche le corps sans vitesse initiale.
]]>La respiration peut se faire par le nez ou par la bouche. Dans tous les cas, l'air rejoint la trachée et passe toujours par les poumons.
]]>Contrairement à la plupart des vertébrés à respiration aérienne, les insectes (animaux invertébrés) ne respirent pas à l’aide de poumons. Les organes respiratoires des insectes sont appelés trachées.
Il s’agit d’un réseau de tubes s’ouvrant sur l’extérieur par des orifices respiratoires (stigmates), et atteignant tous les organes du corps de l’insecte en se ramifiant en trachéoles dont la paroi est très fine et perméable. C’est par contact à travers cette paroi que vont se faire les échanges gazeux.
]]>Par convention, le courant est dirigé de la borne plus vers la borne moins (il descend les potentiels). Les électrons se déplacent dans le sens opposé du courant.
Cliquer sur les connecteurs pour modifier les contacts.
]]>Les paramètres climatiques sont simplifiés et seuls les profils de températures et de précipitations sont modifiables. D'autres critères interviennent pour définir une zone climatique comme la proximité d'une mer, l'altitude, les vents.
Ces différents facteurs façonnent les paysages notamment en termes de végétations.
]]>L'atmosphère terrestre est cloisonnée par les scientifiques en 5 couches théoriques. Attention, cette animation ne respecte pas toutes les échelles.
En mécanique, l'étude du moment est au corps en rotation l'équivalent de l'étude des forces pour les corps en translation.
Le vecteur moment est fonction de la force, et de la distance séparant le pivot de l'axe de la force (nommée bras de levier - non représenté sur l'animation). La formule mathématique permettant de déterminer le moment fait intervenir l'opérateur produit vectoriel (noté « x »).
La particularité du vecteur moment résultant est que sa direction est orthogonale aux vecteurs F et OM (ou OQ). Son module dépend du sinus de l'angle entre F et OM. Son intensité est donc maximale pour un angle de 90° et nulle lorsque la direction de la force passe par l'axe.
Le terme coupleest plutôt associé à un système de deux forces dont la résultante est nulle (l'une pousse pendant que l'autre tire) mais dont le moment est non nul. Sur cet exemple, on pourrait parler de couple si une force F' de même amplitude mais de direction opposée, s'appliquait sur l'autre pédale.
]]>⇒ Brûler du charbon dans un foyer (combustion).
⇒ Récupérer la chaleur pour chauffer de l'eau et la transformer en vapeur.
⇒ Chauffer et confiner la vapeur produite pour obtenir une vapeur haute pression (vapeur vive).
⇒ Utiliser la pression générée pour pousser un piston à l'intérieur d'un cylindre.
⇒ Transformer le mouvement de translation du piston en mouvement de rotation par un système bielle-manivelle.
⇒ Expulser les gaz de combustion ainsi que la vapeur détendue.
Les premières locomotives à vapeur sont apparues dans les années 1800 après l'invention de la machine à vapeur. L'efficacité est grandement améliorée avec le principe d'une machine à double effet (ou double action) dans laquelle un tiroir glissant distribue la pression à droite puis à gauche afin que le piston soit entraîné à l'aller comme au retour.
Le piston est connecté à un essieu (essieu moteur) et des barres d'accouplement permettent d'entraîner d'autres essieux. Les plus grandes locomotives à vapeur disposaient de cinq essieux couplés (10 roues pour les locomotives de type « Santa Fé »)
Le faible rendement des machines à vapeur explique leur disparition dans les années 1960 au profit des moteurs diesels et électriques. Cependant, leur exploitation pendant 150 ans a accompagné l'une des modifications les plus profondes de nos sociétés : la révolution industrielle.
]]>Cette animation permet d'illustrer pourquoi notre vision de la verticale peut influencer notre perception.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>Les filtres « couleurs primaires » ne laissent passer que leur couleur. Les filtres « couleurs complémentaires » laissent passer deux couleurs primaires.
]]>Sachant que le nombre de dents est proportionnel au diamètre de la roue, on pourra aussi définir le rapport de transmission en fonction des diamètres.
Un engrenage assure une transmission sans glissement avec un très fort rendement. Le rapport de transmission peut être supérieur à 1 (multiplication) ou inférieur à 1 (réduction). Une réduction de la vitesse s'accompagne d'une augmentation du couple et inversement.
]]>Le hacheur est l'analogue du transformateur mais pour des tensions continues : une tension E est abaissée (dévolteur) ou augmentée (survolteur) à un autre niveau de tension continue.
On parle pour cela de convertisseur continu-continu, par opposition au transformateur qui est un convertisseur alternatif-alternatif.
Le hacheur est à la base des alimentations à découpage et des variateurs de vitesse qui contrôlent les machines à courant continu.
]]>Un triangle est rectangle s'il s'inscrit dans un cercle dont le diamètre est l'un de ses côtés.
En déplaçant le point C sur le cercle, l'angle du triangle reste toujours droit.
Cliquer puis faire glisser le point C.
]]>Et le cycle recommence.
]]>
La configuration représentée est celle du solstice d'été. L'inclinaison de la Terre provoque à cette date une forte inégalité de la durée du jour entre les villes d'un même méridien.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter
]]>Depuis le XVIIe siècle, les scientifiques identifient des similitudes entre la force électrostatique et la force gravitationnelle.
Il faut cependant garder en tête que la force gravitationnelle est attractive, alors que la force électrostatique peut être attractive ou répulsive.
]]>Cliquer puis faire glisser la souris dans l'écran pour faire pivoter.
]]>Cliquer puis faire glisser la souris sur les particules pour modifier leur vitesse.
]]>Ces deux phénomènes se nomment la réflexion et la réfraction de la lumière.
La réfraction permet d'expliquer pourquoi un objet partiellement plongé dans un liquide semble brisé au niveau de la surface. Ce phénomène de réfraction explique aussi pourquoi le poisson nous apparaît déformé et déplacé par rapport à sa position réelle.
]]>Une poignée située sur le rayon supérieur permet de le faire glisser pour modifier son incidence.
]]>En dépliant le cube autour de ses arêtes, on obtient une figure plane représentant ses six faces. Plusieurs représentations sont possibles selon le sens du dépliage.
Un patron est une figure plane qui permet de reconstituer le solide. Le cube en possède onze.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>Et le cycle recommence.
Remarque : le dessin de la voiture avec la vue en coupe du moteur est une simplification pédagogique. Les roues ne sont jamais connectées sur l'axe du vilebrequin comme le laisse penser cette illustration. Il faudrait ajouter, en plus de la boîte de vitesses, tout un système de transmission.
]]>On illustrera certaines d'entre elles en sélectionnant leur rapport de fréquence et leur déphasage.
]]>Les paramètres importants sont réglables (longueur du pendule, coefficient de frottement, constante gravitationnelle). Des simulations d'expériences extra-terrestres sont ainsi réalisables, en fixant, par exemple, g = 1,6 sur la Lune ou g = 27 sur Jupiter. L'ensemble des régimes transitoires oscillants connus sont donc observables. Les conditions initiales sont fixées en déplaçant la masse. Les paramètres caractéristiques de l'expérience sont systématiquement calculés (période, coefficient d'amortissement, facteur de qualité).
]]>L'évaluation de fin de test tient compte de la durée et du nombre de tentatives.
]]>
Cliquer sur [next-image] à plusieurs reprises pour avancer pas à pas.
]]>L'engrenage est un système de transmission du mouvement. Les deux roues dentées assurent un entraînement sans glissement. Dans ces quatre systèmes, la roue motrice (en haut) tourne à vitesse constante.
]]>
Le paysage peut être déplacé par simple cliquer/déposer et une option d'agrandissement d'écran est à disposition.
Cliquer sur les centrales pour observer leur principe de fonctionnement.
]]>Plus les charges sont proches, plus la force est intense, car elle est inversement proportionnelle au carré de la distance séparant les charges. C'est la loi de Coulomb.
Lorsque les charges s'attirent, la trajectoire typique de la particule est une ellipse analogue aux orbites gravitationnelles. L'orbite circulaire n'est qu'un cas particulier.
La force est toujours tangente aux lignes de champ.
]]>Sa dissémination assure la survie de la plante à travers un cycle plus ou moins long selon les espèces.
]]>Un même objet plongé dans deux fluides différents ne se comporte pas de la même façon. Il peut flotter ou couler selon la densité du fluide. Le glaçon de densité 0,9 flotte dans l’eau (densité 1) et coule dans l’alcool (densité 0,8). Une noix de densité 0,5 flotte dans l’eau et l’alcool. Un caillou de densité 2 coule dans l’eau et l'alcool.
Attention, cette expérience peut être dangereuse à réaliser car l'alcool est un liquide inflammable à tenir hors de portée de toute flamme.
]]>La pression se définit comme la force appliquée sur une unité de surface : P= F / S . L'unité de la pression est le N/m2 ou le pascal (Pa).
Le piston portant la voiture a une surface 5 fois plus grande que le piston portant le poids. La pression est l’intensité d’une force par unité de surface, elle est constante dans tout le circuit. La force exercée sur la voiture est donc 5 fois plus grande que celle exercée sur le poids. Le déplacement du piston de la voiture est 5 fois plus court. L’énergie mécanique est conservée.
]]>Pour qu'un courant circule dans ce circuit, il faut que l'un des dipôles soit une source (un générateur) et que le circuit soit fermé.
L'interrupteur est le composant qui permet de contrôler l'ouverture ou la fermeture du circuit.
Pour ce circuit simple ne contenant qu'une seule source, la convention usuelle consiste à représenter le courant électrique sortant de la borne « + » de la source, et revenant par la borne « - ». Les électrons, qui sont des charges négatives, parcourent le circuit dans l'autre sens.
]]>Il se compose d’une table mobile sur laquelle le patient est allongé et d’un tube émetteur de rayons X qui tourne autour du patient.
Des détecteurs mesurent l’intensité des rayons émis par le tube.
À l’opposé, des récepteurs, constitués de capteurs numériques enregistrent l’intensité reçue, après passage à travers le corps du patient.
Ce dispositif est relié à un ordinateur qui va traiter ces données numériques. La différence entre l’intensité des rayons incidents et celle des rayons émergents, calculée pour différents angles, permet d’obtenir une image en niveaux de gris.
Étant donné que les rayons pénètrent perpendiculairement au grand axe du corps, les images obtenues sont des coupes horizontales.
Afin d'étudier les ondes stationnaires sonores, il utilise un tube transparent rempli d'air et d'une fine poussière (du talc).
À l'aide d'un piston frappant une membrane à l'extrémité du tube, il cherche les conditions lui permettant d'obtenir des ondes stationnaires. Les nœuds et les ventres de vibrations sont alors visibles à travers le tube grâce au talc qui se concentre au niveau des nœuds.
Ne pouvant faire varier la fréquence, Kundt modifiait la longueur du tube.
Dans cette simulation, la longueur est maintenue constante et c'est la fréquence d'excitation qui est réglable. Le résultat est le même : on observe un phénomène de résonance lorsque la longueur L du tube et la longueur d'onde du son émis par le haut parleur sont dans un rapport déterminé.
]]>L'urine contient en particulier les déchets du sang (urée, créatinine, certains médicaments, etc.).
C'est au niveau des néphrons du rein que les déchets passent du sang à l'urine.
]]>Par une démarche scientifique aujourd'hui célèbre, intégrant l'outil statistique, Mendel étudie la transmission de caractères chez les végétaux. Il choisit le pois (pisum sativum) qui satisfait toutes ses exigences.
L'animation présentée ici reprend l'expérience sur le dihybridisme. Après avoir étudié la descendance d'une génération P ayant un seul caractère distinct (monohybridisme), il féconde artificiellement deux variétés de pois de lignée pure ayant chacun deux caractères distincts. L'un avec les caractères « graines lisses et jaunes », l'autre avec les caractères « graines vertes et ridées ».
La descendance obtenue (F1) ne possède que des graines lisses et jaunes.
Il poursuit l'expérience en réalisant l'autofécondation de la génération F1. Tout comme dans son expérience sur le monohybridisme, réapparaissent dans des proportions constantes les caractères « graines ridées » et « graines vertes » dans la descendance F2.
En observant que les deux caractères se transmettent indépendamment l'un de l'autre, Mendel énonce le principe d'assortiment indépendant dans la production des gamètes (loi de pureté des gamètes).
]]>La Terre est une sphère dont l’intérieur est divisé en plusieurs couches qui ont des caractéristiques physiques différentes. La plus interne est le noyau, métallique, chaud et dense. Au-dessus se trouve le manteau (80 % du volume de la Terre), constitué de roches soumises à de fortes pressions et hautes températures. La croûte terrestre, couche la plus superficielle, constitue les continents et le fond des océans.
Les représentations sont à l’échelle.
]]>Sélectionner la bonne légende parmi les propositions des cases à choix multiples.
L'évaluation de fin de test tient compte de la durée mais aussi du nombre de tentatives.
]]>Cliquer puis faireglisser les points A et B.
]]>Pour chacune des méthodes proposées, cliquer puis faire glisser l'équerre.
]]>Les échelles ne sont pas respectées !
]]>Les billes du haut ont une valeur de 5. Celles du bas ont une valeur de 1. Autrement dit, une bille du haut de la troisième tige en partant de la droite vaut 5 centaines = 500.
Une bille du bas de la seconde tige en partant de la droite vaut une dizaine = 10.
Une bille n'est comptée que lorsqu'elle est déplacée le long de la barre transversale (horizontale).
Le principe du boulier existe depuis le 3e millénaire avant notre ère (mésopotamiens). Il permet de réaliser des opérations simples comme les additions et les soustractions, mais entre des mains expertes, le boulier permet de faire des multiplications, des divisions, et même des calculs de racines.
]]>Les échelles ne sont pas respectées !
]]>Faire glisser le [slider] pour régler l'intensité de la source qui éclaire ce livre.
]]>Les produits dangereux sont répertoriés en neuf catégories:
Pour informer des risques et des précautions d'usage, des pictogrammes spécifiques à chacun des dangers doivent impérativement figurer sur les étiquettes des produits dangereux.
]]>Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>Remarque : Il existe huit pages de questions.
]]>
]]>
Lorsque le marteau est lancé en l'air, cette simulation permet d'isoler la trajectoire d'un des points du marteau. Il suffit pour cela de déplacer le point A du marteau central qui sera pris comme référence pour tracer sa trajectoire.
La forme de la trajectoire est complexe, à l'exception d'un point bien particulier : le centre de masse.
]]>L'alternance des saisons provient des variations de l'inclinaison terrestre face aux rayons venant du Soleil. L’axe de rotation de la Terre fait un angle de 23,5° par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite autour du Soleil, qu’elle parcourt en une année. Comme l’axe est fixe par rapport à l’espace, la Terre présente davantage au Soleil un pôle puis l’autre à 6 mois d’intervalle.
Les échelles ne sont pas respectées.
Pour bien percevoir l'effet de persistance rétinienne sur une seule image plutôt que tout le disque, le phénakistiscope était utilisé avec un second disque percé de 12 fentes placé entre l'oeil et le disque peint. Ces fentes jouent le rôle d'obturateur.
Crédits :
Attention, dans cette animation, la Terre est vue dans un référentiel géocentrique dont l'un des axes pointe vers le Soleil. Dans ce repère, l'axe des pôles oscille au cours de l'année. Dans le référentiel héliocentrique, cet axe garde une inclinaison fixe.
Chaque m2 de la Terre reçoit du Soleil en moyenne une énergie lumineuse 340 Joules par seconde. Cette valeur moyenne cache de grands écarts qui dépendent entre autres de la latitude. En effet, l'énergie lumineuse est plus concentrée aux latitudes basses (proche de l'équateur) qu'aux grandes latitudes (proche des pôles).
Il est également intéressant de noter l'oscillation de l'axe de rotation de la Terre au cours de l'année. La mesure d'une durée est souvent évaluée par l'étude du mouvement d'un pendule :
Le pendule simple constitué par une masse oscillant au bout d'une corde de longueur précise sert de référence pour la mesure de la seconde.
Le pendule de Foucault permet de déterminer la durée précise du jour (jour sidéral).
Cette animation montre que la mesure de l'année peut elle aussi être mesurée à partir de l'oscillation pendulaire de la Terre (dans un changement de repère).
]]>La caméra sélectionnée clignote.
]]>Pour en savoir plus sur la théorie des couleurs, notamment la façon dont elles sont utilisées en communication graphique, consultez cette page.
]]>]]>
Les boutons + et - permettent d'illustrer différents cas depuis la chute libre (vitesse initiale nulle) jusqu'à la vitesse d'évasion (vitesse initiale de 11,3 km/s depuis la surface du sol).
Les frottements sont négligés et seule la force gravitationnelle intervient.
]]>Des failles normales (listriques) découpent et amincissent la lithosphère. Un fossé d’effondrement se crée (rift). Si la divergence se poursuit, l’asthénosphère peut atteindre la surface et générer de la croûte océanique : c’est la naissance d’un océan.
]]>Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur le bouton [next-image].
]]>Cliquer pour placer un point sur le graphe.
Cliquer ensuite sur « Nouvelle mesure » pour afficher une nouvelle température sur le thermomètre.
]]>Pour cette raison, dans tous les pays, les normes d'installations électriques imposent que les appareils électriques connectés au secteur soient aussi reliés à la terre. Cette connexion doit présenter une résistance la plus faible possible pour que le courant de défaut rejoigne la terre par la prise de terre plutôt que par tout autre chemin.
]]>Les billes du haut ont une valeur de 5. Celles du bas ont une valeur de 1. Autrement dit, une bille du haut de la troisième tige en partant de la droite vaut 5 centaines = 500.
Une bille du bas de la seconde tige en partant de la droite vaut une dizaine = 10.
Une bille n'est comptée que lorsqu'elle est déplacée le long de la barre transversale (horizontale).
]]>La somme des masses de tous les fragments émis est légèrement inférieure à la masse d'origine. C'est ce défaut de masse qui est converti en énergie selon la fameuse loi d'Einstein E = mc².
Il ne faut pas confondre fission nucléaire et fusion nucléaire.
]]>Les fleuves et les mers ont une aptitude naturelle à « s'auto-nettoyer » tant que les quantités de polluants ne dépassent pas certains niveaux de concentrations.
Le principal danger concerne nos réserves en eau potable et la préservation des écosystèmes.
Souvenons nous qu'un tiers de la population mondiale n'a pas accès à l'eau potable.
]]>Ce photomontage permet d'allumer ou d'éteindre différentes sources de lumière. On distingue les sources primaires (soleil, étoile, filament des lampadaires) et les sources secondaires (lune, objets).
On illustrera aussi que les ombres n'apparaissent que par contraste avec la luminosité supplémentaire créée par une source.
]]>Les cercles représentés sont :
Les échelles de taille et de distance entre le Soleil et la Terre ne sont pas respectées. De même pour les vitesses de rotation et de révolution.
Cliquer puis faire glisser la souris en maintenant le bouton enfoncé pour incliner l'angle de vue.
Cliquer sur la loupe pour 'zoomer' sur la Terre ou revenir à la vue globale.
]]>Quelle que que soit son origine, la graine abrite l'embryon de la future plante et les réserves nutritives nécessaires à son développement. L'ensemble est protégé par une enveloppe plus ou moins rigide nommée tégument.
]]>La comparaison de l'organisation du squelette du membre antérieur de quatre espèces différentes, montre que les mammifères présentent une homologie des membres (héritée de leur ancêtre commun tétrapode).
]]>Sélectionner un modèle de convection mantellique.
]]>Utilisations : lave linge, aspirateur, motrice de train ...
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>On notera sur cette analogie que l'intensité du courant est la même dans tout le circuit. À tension égale, le courant diminue si la résistance augmente.
]]>Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>La forme de cette exponentielle est directement liée aux valeurs de R et de C. La vitesse de réaction du circuit est directement liée au produit RC qui est homogène à une durée (en seconde). τ=RC se nomme la constante de temps du circuit. C'est un indicateur de la réponse du circuit face à une perturbation (ici un échelon de tension). Plus cette valeur est faible, plus la valeur finale du régime permanent est atteinte rapidement. L'observation de la courbe en tension, ou même du courant, permet d’approcher la valeur de la constante de temps comme l'illustre cette animation.
]]>Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur le bouton [next-image].
]]>Il existe une version simplifiée de cette animation ici: Cycle cellulaire #1
]]>Attention : les indications de vitesse de défilement (images par seconde) sont fortement dépendantes de la vitesse de votre processeur. Cette animation permet d'aborder les notions de rémanence rétinienne. On notera le problème de synchronisation que l'on peut corriger en jouant sur la vitesse de défilement.
]]>]]>
La loi des mailles est la seconde loi de Kirchhoff : la somme algébrique des tensions le long d'une maille (portion de circuit fermée) est nulle.
]]>Il existe de très nombreux modèles de pompe. Cette animation illustre un vieux principe de pompe à main. Le grec Ctésibios (Ctesibius) est l'inventeur des premières machines hydrauliques (IIIe siècle av. J.-C.).
Un système de clapets articulés permet de créer une dépression dans un compartiment et/ou une surpression dans un autre.
Pour augmenter le débit, le mouvement de va-et-vient peut être assuré par un moteur.
]]>Rouge, Vert et Bleu sont les trois couleurs primaires. Comme l'indique la simulation synthèse additive des couleurs, leur mélange permet de générer quatre autres couleurs: Le cyan (vert+bleu), le magenta (bleu + rouge), le jaune (rouge + vert) et le blanc (somme des trois). Depuis la fin du XIXe siècle, nous savons qu'il est possible de générer toutes les couleurs connues en jouant sur les intensités de ces couleurs primaires. Cela permet de générer toutes les couleurs de l'arc en ciel comme l'illustre cette autre simulation: RVB.
Faire glisser le [slider] pour modifier l'intensité de la couleur correspondante.
]]>Toute matière est constituée de charges électriques. Un conducteur possède une grande quantité de charges électriques libres de se déplacer (dans un métal, ce sont des électrons). Un courant important peut les traverser.
Un isolant possède un grand nombre de charges électriques, mais elles ne sont pas libres de se déplacer et seul un très faible courant peut les traverser.
]]>Le porte-greffe est le support de la greffe. C’est une plante génétiquement proche du greffon, robuste et adaptée au climat et au sol. Il fournit la sève nécessaire à la croissance du greffon. Contrairement au semis, la technique du greffage ne permet aucun brassage génétique, la plante issue de la greffe est identique à la plante du greffon. Elle permet ainsi la reproduction des espèces à fruits sans graine (oranges ou raisins sans pépin).
Les techniques de greffage les plus courantes sont :
L'évaluation obtenue en fin de test tient compte à la fois du temps réalisé et du nombre de tentatives réalisées pour parvenir à finaliser le test.
]]>Aujourd'hui, les paléontologues peuvent étudier les caractéristiques de ces animaux disparus grâce à la reconstitution des squelettes fossiles retrouvés dans les roches anciennes.
Après la reconstitution du squelette de ce Tyrannosaurus, cette animation permet d'observer une vue d'artiste du dinosaure vivant dans son milieu naturel d'époque, basée sur les découvertes scientifiques.
La carte d'identité donne des informations sur les dimensions, le mode de vie, l'époque où le Tyrannosaure vivait, les lieux de découverte des fossiles et la classification de cette espèce.
Reconstituer le squelette pour découvrir le dinosaure vivant.
]]>Pour obtenir deux ondes progressives rigoureusement de même fréquence, et se propageant dans deux directions opposées, il faut considérer un dispositif capable de réfléchir l'onde incidente sans la déformer. L'équivalent d'un miroir pour la lumière en quelque sorte.
C'est ce qu'on observe ici. Une onde incidente (progressive) rencontre une modification de son milieu de propagation. Des conditions aux limites sont alors à prendre en considération. Dans les cas particuliers d'une extrémité libre ou fixe, nous obtenons une réflexion totale comme indiquée dans l'animation.
L'onde résultante, qui est la somme de l'onde incidente et de l'onde réfléchie, est une onde stationnaire. Certains points restent immobiles à tout instant (noeuds), alors que d'autres vibrent avec une amplitude maximale (ventres).
]]>Il en existe autant que de milieux naturels (forêt, rivière, étang, désert, marais). La vie s'y maintient grâce aux interactions qui se développent entre les éléments d'un écosystème (échanges d'énergie, relations trophiques).
]]>Le vélocipède (littéralement « pied rapide ») utilise un pédalier à pignon fixe sur la roue avant : un tour de pédalier équivaut à un tour de roue motrice.
Pour parcourir une plus grande distance à chaque tour de pédalier, il est nécessaire d’augmenter le diamètre de la roue avant : le grand bi est l'application extrême de ce principe.
La bicyclette utilise un système de transmission à chaîne entre deux pignons de taille différente, qui permet de parcourir plus de distance en un tour de pédalier.
Visionner la vidéo Histoire des moyens de transport pour replacer ces innovations dans leur contexte historique.
]]>La sédimentation à la marge continentale est principalement terrigène, c'est-à-dire que les matériaux proviennent de l'érosion des continents.
]]>La pression est une grandeur physique dont l'intensité est proportionnelle au nombre de chocs contre les parois. Ainsi, plus le volume est petit, plus les molécules sont confinées et plus nombreux seront les chocs contre les parois. La pression sera donc élevée.
La théorie cinétique développée par Maxwell et Boltzmann considère la grandeur macroscopique de la pression comme le mouvement rapide d'un grand nombre de particules supposées ponctuelles n'interagissant que pendant des chocs élastiques. C'est le modèle du gaz parfait.
]]>La dentition d’un animal est adaptée à son régime alimentaire. Elle optimise la capacité des animaux à chercher et absorber la nourriture disponible.
On distingue trois grandes familles de dents:
Cette animation permet d’identifier la dentition des grandes familles de mammifères représentées ici par un animal : les ruminants (vache), les rongeurs (porc-épic), les insectivores (taupe), les carnassiers (chien), les omnivores (ours et homme).
Cliquer sur un des 6 crânes au début de la séquence pour agrandir la vue.
]]>Nous allons exploiter ici le fait que la somme de 2 vecteurs est la somme de ses composantes. On observe ici la vitesse du bateau comme résultat (somme) de 2 vecteurs. C'est la loi de composition des vitesses.
On montre ici que la vitesse du bateau par rapport au sol (la seule qui nous intéresse en navigation) est la somme (vectorielle) des deux autres.
Ces considérations sont sensiblement les mêmes pour un aéronef subissant une dérive causée par le vent.
]]>Un noyau est stable quand la force nucléaire compense la force de répulsion électrique entre les protons chargés positivement. Certains noyaux sont instables. Ils se transforment naturellement en libérant de l'énergie (rayonnement) et en générant de nouveaux noyaux qui peuvent être à leur tour stables ou instables. Cette désintégration est aléatoire, elle dépend de la nature de l'élément : c'est la radioactivité.
Cette simulation permet d'aborder de nombreuses notions relatives à la décroissance radioactive: datation, processus aléatoire, durée de vie.
]]>Outre l'indication des routes, des cours d'eau, des habitations et de bien d'autres informations, ces cartes renseignent sur les altitudes par l'intermédiaire de courbes de niveau. Ce sont des lignes imaginaires qui relient les points du relief ayant la même altitude.
]]>On distingue trois types de pyramides écologiques :
Les détritivores et décomposeurs ne sont pas toujours représentés dans ces pyramides, mais ils jouent un rôle essentiel dans le cycle de la matière.
]]>Seule la partie supérieure du sol importe pour la végétation. Cette fine couche de moins de 40 cm est le lieu d’un brassage entre les déchets organiques de la surface (humus) et la base minérale plus profonde. Une terre agricole de bonne qualité présente les proportions suivantes:
Pour effectuer une mesure de distance et illustrer le mouvement de translation, on peut tracer un vecteur et le déplacer à l'aide la souris. La vitesse de déplacement est réglable. Une vue chronophotographique permet de distinguer les trois principaux types de mouvements :
La proportion entre captage souterrain et captage de surface varie selon les régions :
Contrairement aux eaux souterraines, les eaux de surface sont toujours traitées pour atteindre les critères de potabilisation.
L'eau est ensuite stockée dans des réservoirs avant d'être distribuée aux consommateurs.
]]>L'évaluation finale tient compte à la fois du temps réalisé et du nombre de tentatives nécessaires pour finaliser le test. Le taux de réussite est le nombre de questions divisé par le nombre d'essais.
]]>Le diagramme des niveaux d'énergie permet de représenter les états d'énergie accessibles pour chaque atome.
Lorsqu'un électron reste sur un état d'énergie, il n'émet et n'absorbe aucun rayonnement. Un photon n'est émis ou absorbé que lorsque l'électron effectue une transition d'un état d'énergie à un autre.
]]>Les échelles ne sont pas respectées.
]]>La télévision, le cinéma et la photographie s'appuient sur notre perception de la trichromie, tout comme l'ont fait les peintres pointillistes de la fin du XIXe siècle.
]]>Ces deux raisons expliquent entre autres le caractère violent des éruptions explosives.
]]>Les courbes discontinues du graphe caractérisent l'individu non vacciné. Les courbes continues du graphe caractérisent l'individu vacciné. Les échelles du graphe ne sont pas respectées.
Cliquer puis faire glisser le curseur pour avancer dans l'animation.
Liens intéressants :
Plus la pente du plan incliné est douce, plus la force à appliquer sur l'objet pour le déplacer est faible. En contrepartie, la distance à parcourir est plus grande.
]]>L'onde progressive sinusoïdale est un cas d'étude primordial parmi toutes les formes d'ondes.
Un chronomètre est disponible pour évaluer la célérité de l'onde. Les boutons de navigation permettent d'avancer ou de reculer pas à pas. On pourra ainsi définir la période, la fréquence et la longueur d'onde dans le cas de l'excitation sinusoïdale.
C'est au niveau des poumons que le sang s’enrichit en dioxygène (provenant de l’air inspiré), et s’appauvrit en dioxyde de carbone (qui est alors expiré). La circulation sanguine permet le transport du dioxygène aux organes. Les organes prélèvent en permanence dans le sang du dioxygène. Ils y rejettent du dioxyde de carbone, qui est acheminé au niveau des poumons.
Un zoom permet d'illustrer les échanges de dioxygène et de dioxyde de carbone entre l’air et le sang au niveau d’un sac alvéolaire.
Des données chiffrées sur les compositions en dioxygène et en dioxyde de carbone de l’air inspiré, de l’air expiré, du sang entrant dans le poumon et du sang sortant du poumon sont accessibles.
Cliquer sur 'lecture' pour activer le cycle respiratoire.
Cliquer sur le bouton 'loupe' pour faire un zoom sur une alvéole pulmonaire.
]]>La tension uR(t) observée à l'oscilloscope est à l'image du courant (uR(t) = R.i(t)). L'amplitude passe par un maximum pour une certaine fréquence, nommée fréquence de résonance f0. Elle ne dépend que de L et C.
]]>Les spermatozoïdes formés sont libérés dans la lumière du tube séminifère.
]]>On distingue trois types de pyramides écologiques :
Les détritivores et décomposeurs ne sont pas toujours représentés dans ces pyramides mais ils jouent un rôle essentiel dans le cycle de la matière.
La pyramide des toxines montre la bioaccumulation dans l’organisme des individus d'une chaîne alimentaire. Sa forme est inversée.
]]>L’échelle Celsius, la plus utilisée, est centigrade : 100 divisions séparent le point de congélation du point d’ébullition de l’eau. Dans l’échelle Fahrenheit des Anglo-Saxons, ces deux points sont séparés de 180 degrés. L’échelle Kelvin est une échelle absolue utilisée en science.
Une simple translation s'opère entre Kelvin et degrés Celsius (Celsius = Kelvin - 273,15), mais la graduation diffère concernant Fahrenheit (Fahrenheit = 1,8* Celsius + 32).
]]>À l'automne, les truites remontent les rivières pour frayer dans des eaux peu profondes, fraîches et bien oxygénées. La femelle pond quelques centaines à quelques milliers d'œufs, dépendant de son poids. Un an plus tard, seules quelques truites atteindront l'âge adulte. Celles-ci s'exilent vers les lacs. Les espèces anadromes comme le saumon rejoindront les océans. Peu d'entre elles atteindront la maturité leur permettant de se reproduire (environ 6 pour 1 000 œufs pondus).
Le cycle de vie de la truite retrace les étapes de son développement, chacune caractérisée par un individu au comportement bien distinct.
]]>Le vélo moderne apparaît avec la bicyclette « de sécurité » en 1890, équipée du système de transmission suivant :
La différence de diamètre entre le plateau et le pignon joue un rôle très important dans le fonctionnement de la bicyclette. Ce rapport des diamètres (aussi égal au rapport du nombre de dents) se nomme le braquet. La cadence des pédales et le braquet influencent directement la vitesse, l'énergie dépensée et la distance parcourue.
]]>L’arbre puise en permanence l’eau et les sels minéraux présents dans le sol par ses radicelles (poils absorbant des racines). Cette solution constitue la sève brute qui s’achemine des racines vers le feuillage à travers le xylème.
Le tronc et les branches transportent la sève brute des racines vers les feuilles et la sève élaborée (nutritive) des feuilles vers les racines. Les minéraux se déposent sur le trajet et interviennent dans la reproduction cellulaire de l’arbre.
Les feuilles sont le lieu principal des réactions chimiques où la sève brute s'enrichit des sucres générés par photosynthèse.
]]>Cette animation simule les mesures de différentes grandeurs électriques. Toutes les configurations peuvent être testées et les conséquences liées aux erreurs de branchement sont signalées.
]]>Dans le cas du sel de table mélangé avec de l'eau, les atomes de sodium (Na) et de chlore (Cl) initialement liées ensemble sous la forme d'un cristal, sont dissouts par les molécules d'eau. L'eau est un solvant.
Les raisons sont d'ordre électrostatique. La cohésion des atomes et des molécules provient des liaisons électrostatiques qui existent entre particules chargées et/ou polarisées. Le chlorure de sodium (NaCl) est en fait la réunion d'un ion Na+ et d'un ion Cl- qui s'attirent mutuellement sous l'effet de l'attraction électrostatique.
Les molécules d'eau sont électriquement neutres mais leur géométrie font qu'elles sont polarisées, c'est à dire que les charges positives et négatives sont positionnées l'une à l'opposée de l'autre. Cette propriété fait que les ions Na+ et Cl- peuvent se désolidariser sous l'attraction plus forte des molécules d'eau. Notons que l'orientation des molécules d'eau n'est pas la même selon qu'elles attirent un ion Na+ ou un ion Cl-
Ce processus se poursuit jusqu'à que le sel soit totalement dissout.
]]>]]>
Lors de la formation des gamètes, lorsqu'un chromosome ou un gène est altéré, une maladie génétique peut survenir et se transmettre à la descendance.
Deux types d'anomalies génétiques sont à considérer :
Cette animation illustre quelques exemples caractéristiques de transmission d'anomalies génétiques dues à une mutation d'un gène. L’étude d’un arbre généalogique (pedigree) permet de déterminer le mode de transmission d’un gène d’une génération à l’autre. Il permet en outre de définir si l’allèle muté d’un gène responsable de la maladie est récessif ou dominant et si ce gène est porté par un autosome ou un chromosome sexuel.
]]>Notons que ce phénomène fut exploité longtemps pour concevoir les premiers ampèremètres puisque la déviation est proportionnelle à l'intensité du courant. Il est la base du fonctionnement de tout électro-aimant.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
]]>Sa forme traduit avant tout une adaptation au régime alimentaire de l’oiseau.
]]>Parmi les facteurs influençant une cinétique chimique, la température du système et la concentration des réactifs sont primordiaux. Ces deux paramètres agissent sur la probabilité de rencontre et de réaction entre ces différents réactifs.
Remarque : Cette simulation offre une vision très simplifiée de la réalité d'une réaction chimique. Les échelles et proportions ne sont pas respectées.
]]>Ce phénomène est un des nombreux témoignages de la théorie de la dérive des continents et du modèle de tectonique des plaques.
]]>Chaque animal a développé une locomotion adaptée à son milieu. Non seulement il existe une grande variété de modes de locomotion (nager, voler, marcher ...), mais il existe une très grande diversité au sein même d'un mode. Ainsi, le cheval, l'homme ou la fourmi ne marchent pas de la même façon.
]]>Les différentes hypothèses de cette expérience permettent d'expliquer la formation de la rouille :
Seuls les clous des trois tubes de gauche rouillent, de façon plus ou moins rapide. Les deux expériences de droite ont permis d'empêcher (ou de très fortement ralentir) l'apparition de la rouille.
Ceci permet d'affirmer que le fer ne rouille que s'il est en contact avec l'air et l'eau.
]]>Un sol dépourvu de végétation est lessivé par les pluies. Le climat est localement perturbé. Les conséquences sur l'environnement sont considérables.
]]>La mise au point permet de voir nette l'image de l'objet agrandi. La mise au point est un réglage de distance entre l'objet, la lentille et l'écran.
Dans cet exemple, la molette déplace l'objectif pour placer l'image donnée sur le foyer de l'oculaire.
]]>Le mouvement de la particule rouge témoigne que les particules ne font qu'osciller autour de leur position d'équilibre. Il y a transport d'énergie mais pas transport de matière.
Chaque particule décrit un mouvement sinusoïdal. C'est une onde progressive sinusoïdale.
]]>Le champ magnétique créé par un aimant est une perturbation à distance que l'on peut matérialiser par un réseau de boussoles. Un simple clic de souris permet de cartographier ce champ par ses lignes de champ. On notera que ces lignes sont « attachées » à l'aimant.
]]>Les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) sont les sources d'énergie les plus utilisées dans les transports malgré les polluants rejetés lors de la combustion.
Remarque : tous les cas ne sont pas représentés. De plus, certains véhicules combinent plusieurs sources d'énergie comme le vélo électrique (le conducteur doit pédaler), la voiture électrique (parfois équipée d'un moteur thermique), ou le planeur et la montgolfière qui nécessitent une source d'énergie initiale avant de fonctionner avec la force du vent.
]]>Tous les moyens de transport rejettent, entre autres, du dioxyde de carbone, qui est un gaz à effet de serre. Un moyen de transport est plus ou moins efficace selon la distance à parcourir et le nombre de personnes transportées. Adoptons tous les bons comportements pour nous déplacer.
Remarque : la quantité de CO₂ rejetée par un cycliste est si faible qu'elle a été négligée pour cette simulation.
]]>Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>De nombreux moyens de transport roulent à l'énergie électrique. Tout comme n'importe quel dipôle, un moteur électrique est connecté au générateur (non représenté sur les photos) par deux fils conducteurs.
La puissance électrique disponible aux bornes d'un dipôle est le produit entre le courant i (en ampères) et la tension v (en volts).
Remarque : les couleurs choisies ne sont pas conventionnelles. La tension et le courant peuvent être continus ou alternatifs.
]]>Ici, nous observons la diversité génétique relative à un caractère: la couleur d'une espèce fictive de fleur.
La sélection exercée sur la population de fleurs est représentée par les lapins, qui consomment les fleurs sans préférence pour une couleur particulière. Cette sélection (ou tirage aléatoire) se fait donc au hasard et non pas au profit d'une forme de fleur mieux adaptée au milieu.
Au départ, la population présente 6 fleurs de 6 couleurs différentes.
Chacune de ces 6 fleurs se reproduit et donne 2 fleurs « filles ». Il y a alors 18 fleurs.
Les fleurs filles ont la même couleur que la fleur « mère » (en effet, on suppose que les fleurs se reproduisent de façon asexuée).
Le tirage aléatoire par les lapins fait disparaître 12 fleurs.
Il ne reste plus que 6 fleurs qui vont à nouveau se reproduire, etc.
Le principe de cette simulation consiste à effectuer un certain nombre de cycles reproduction/tirage aléatoire. On observe que plus le nombre de générations augmente, plus la diversité de couleurs des fleurs diminue.
Après chaque cycle reproduction/tirage aléatoire, la population de fleurs reste inchangée (6 fleurs).
]]>Aujourd'hui, les paléontologues peuvent étudier les caractéristiques de ces animaux disparus grâce à la reconstitution des squelettes fossiles retrouvés dans les roches anciennes.
Après la reconstitution de chaque squelette, cette animation permet d'observer une vue d'artiste du dinosaure vivant dans son milieu naturel d'époque, basée sur les découvertes scientifiques.
La carte d'identité donne des informations sur les dimensions, le mode de vie, l'époque où les dinosaures vivaient, les lieux de découverte des fossiles et la classification des différentes espèces.
]]>Les polluants peuvent être stockés par la plante (phyto-extraction), volatilisés par la plante (phyto-volatilisation) ou transformés par des enzymes issus de la plante (phyto-dégradation).
]]>Pour faire un LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), il faut faire passer un grand nombre d'atomes du milieu actif dans l'état excité. C'est la fonction du pompage d'énergie opéré par la source extérieure.Il faut aussi une cavité optique résonante pour forcer les photons émis à provoquer d'autres émissions stimulées. Un miroir légèrement transparent permet de laisser s'échapper un faisceau monochromatique.
]]>Cette animation est un outil qui permet de lire et d’interpréter une étiquette alimentaire. Les produits proposés appartiennent tous à un étage différent de la pyramide alimentaire. L’intérêt est de bien comprendre les grandes classes d’aliments et leurs apports nutritionnels.
Les étiquettes alimentaires indiquent la quantité de nutriments contenus dans une portion de produit.
]]>Remarque : Les échelles ne sont pas respectées !
]]>Lorsque le circuit est fermé et constitue une boucle, un courant électrique circule. Il s'agit d'un mouvement de charges électriques (électrons) qui subissent la tension imposée par les piles. Cette tension, aussi appelée différence de potentiel, force les électrons à se déplacer du potentiel négatif vers le potentiel positif. Le filament de l'ampoule est constitué d'une matière résistive, comme du tungstène. Le filament de l'ampoule s'échauffe jusqu'à devenir incandescent, ce qui génère de la lumière.
]]>Étant donné que les ondes électromagnétiques se propagent à vitesse constante (vitesse de la lumière), la fréquence et la longueur d'onde restent dans un rapport constant.
]]>Dans un cas comme dans l'autre, il y a dégagement d'énergie, mais une réaction de fusion nucléaire libère davantage d'énergie que la fission. La fusion nucléaire (impliquant l'hydrogène) ne génère pas de déchets radioactifs, contrairement aux sous-produits de la fission.
Les réactions de fusion entre noyaux s'amorcent pour des températures supérieures à 15 millions de degrés. Pour cette raison, on dit que la fusion nucléaire (ou fusion thermo-nucléaire) est l'énergie des étoiles, car pour l'instant, seul le cœur des étoiles permet d'atteindre une telle agitation thermique.
]]>Une température plus froide permet de ralentir ou stopper une réaction. C’est la fonction du réfrigérateur qui permet de ralentir la transformation (dégradation) des aliments.
Inversement, une température plus élevée permet souvent d’accélérer la vitesse d’une réaction. Il faut cependant prendre des précautions. Un chauffage prolongé peut provoquer l’évaporation complète du solvant. Si le ballon est bouché, les gaz produits feraient dangereusement monter la pression.
L’animation illustre un dispositif typique de chauffage à reflux qui permet de chauffer un mélange réactionnel à pression constante (pression atmosphérique), sans perte de matière (les vapeurs produites sont condensées puis retournées dans le mélange).
]]>Cliquer sur la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image] pour passer à une autre question.
]]>Ceux-ci reçoivent des messages nerveux venant de l’aire spécialisée. La propagation des messages nerveux se fait le long de fibres nerveuses (nerfs moteurs).
On remarquera qu’une zone de l’hémisphère gauche provoque le mouvement d’un organe effecteur de la partie droite du corps et qu’une zone de l’hémisphère droit provoque le mouvement d’un organe effecteur de la partie gauche du corps.
Cliquer sur les zones sensibles du cortex cérébral pour activer un muscle précis.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
]]>Au sein du groupe des tétrapodes, il existe une grande diversité de modes de déplacement. Certains animaux sont adaptés au milieu terrestre, d'autres au milieu aquatique et d'autres encore au milieu aérien. Le membre antérieur de chaque espèce présente une forme bien particulière, adaptée à son milieu.
L'arbre évolutif des tétrapodes complète cette animation, en montrant par exemple que les oiseaux appartiennent au groupe des dinosaures. Il est à noter également que certaines espèces fossiles, comme les ptérosaures, ne font pas partie du groupe des dinosaures.
]]>Cliquer puis faire glisser la masse en mouvement pour fixer de nouvelles conditions initiales.
]]>La trajectoire de la comète de Halley (période de 76 ans) est ici simulée. On peut cliquer sur la comète pour modifier ses conditions initiales et illustrer d'autres trajectoires représentatives d'un corps en mouvement dans un champ newtonien.
]]>L'observation de telles franges d'interférence est la preuve irréfutable du comportement ondulatoire de la lumière. Les expériences d'interférométrie de Thomas Young et Augustin Fresnel au début du XIXe siècle viennent confirmer une théorie déjà énoncée un siècle plus tôt par Huyghens, selon laquelle la lumière se comporte comme une onde, et non pas comme des particules (comme le suggérait le modèle corpusculaire d'Isaac Newton).
Remarque : Nous savons maintenant que la lumière se comporte soit comme une onde soit comme un jet des particules selon les expériences. C'est la dualité onde-corpuscule.
]]>Un caractère est illustré : l'organisation du squelette du membre antérieur. L'étude de ce caractère permet de comprendre que chez tous les tétrapodes, l'organisation du squelette est la même, bien que la diversité de forme et de fonction des membres soit importante. Cette homologie des membres est héritée de l'ancêtre commun des tétrapodes.
]]>Ne pas confondre avec la transformation « rotation », où la nacelle subirait un mouvement de de rotation sur elle-même en pivotant autour d'un axe.
]]>
Au cours de la réaction, il y a conservation de la matière. Un élément peut apparaître sous différentes formes, au début et à la fin d’une réaction, mais en aucun cas il ne sera perdu.
L’équation chimique permet de préciser les proportions de réactifs et de produits mis en jeu. On appelle ces proportions les coefficients stœchiométriques.
]]>Certains rayons possèdent des propriétés remarquables :
Après 10 ans de voyage, la sonde Rosetta approche de la comète 67P Churyumov-Gerasimenko.
Avant de larguer le module Philae, la sonde doit se placer en orbite autour de la comète. Ce rendez-vous cosmique se déroule à grande vitesse, car la comète se déplace à plus de 15 km/s.
Pour se placer en orbite autour de la comète, Rosetta devra cependant freiner et ajuster sa vitesse pour être capturée par le très faible champ gravitationnel de la comète.
La vitesse orbitale de Rosetta autour de 67P/Churyumov-Gerasimenko est très basse : à peine quelques centimètres par seconde par rapport à la comète. Si Rosetta va trop vite, elle échappera à la gravité de 67P. Si Rosetta va trop lentement, elle s'écrasera sur la comète.
Saurez-vous placer Rosetta sur une orbite circulaire de 20 km ou 10 km autour de 67P Churyumov-Gerasimenko ?
Pour cela, vous devrez ajuster la vitesse de la sonde avec ses deux propulseurs d'appoint. Le premier (bouton +) accélère la sonde en éjectant de la masse vers l'arrière. Le second (bouton -) freine la sonde en éjectant de la masse vers l'avant. La vitesse orbitale devra être de 0,18 m/s pour l'orbite 20 km ou 0,24 m/s pour l'orbite 10 km.
Remarques :
Visitez la page du projet Rosetta.
]]>Pour chaque circuit, un graphe permet de suivre l'évolution du courant en fonction de la tension pour différentes valeurs de résistance.
]]>Les particules ne font qu'osciller autour de leur position d'équilibre. Il y a transport d'énergie mais pas transport de matière.
]]>Au cours de sa révolution autour de la Terre, la portion éclairée du disque lunaire varie. Quand elle est du même côté que le Soleil, la Lune nous présente sa face obscure : c’est la Nouvelle Lune. Quand elle est à l’opposé du Soleil, son disque apparaît entièrement éclairé : c’est la Pleine Lune. Vingt-neuf jours s’écoulent entre deux Nouvelles Lunes : c’est le mois lunaire ou lunaison.
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>Le procédé peut être monophasé (dynamo) ou triphasé (centrale électrique).
]]>L'évaluation de fin de test tient compte de la durée mais aussi du nombre de tentatives.
]]>Les conditions initiales se modifient en cliquant sur la masse pour la déplacer.
]]>La vitesse de rotation du moteur est réglable à partir de son curseur « fréquence ».
]]>La hauteur du château d'eau peut être modifiée en faisant glisser son réservoir.
]]>Pour permettre le passage du courant, les matériaux utilisés doivent tous être des matériaux conducteurs :
Remarque : le mouvement des charges présenté dans l'animation illustre un courant de nature continu (DC). Il faut savoir que dans une installation domestique usuelle, le courant est plutôt de nature alternative (AC) et le mouvement des charges correspond à un mouvement de va-et-vient autour d'une position d'équilibre. Le rôle de l'interrupteur reste malgré tout le même pour les fréquences domestiques usuelles (50 Hz ou 60 Hz selon les pays).
]]>Un mode exerciseur affiche de façon aléatoire des opérations de conversion de mesure à résoudre à l'aide du tableau. Chaque étape peut être validée et corrigée.
]]>Le début de la vie d'une grenouille est aquatique. Les œufs éclosent dans l'eau douce et la larve, nommée têtard, ressemble plus à un poisson qu'à une grenouille. Le têtard est totalement adapté à la vie aquatique. Il respire par des branchies et se déplace avec une nageoire. Il est herbivore dans les premières semaines.
Durant sa croissance, le têtard se métamorphose en une grenouille qui est un animal terrestre carnivore, se déplaçant avec 4 pattes et respirant avec des poumons.
]]>On peut afficher sa position à intervalle régulier en cochant « stroboscopie ». Un curseur est à votre disposition pour mesurer les positions successives. Il suffit de survoler chaque image pour afficher l'instant de la prise de vue.
Les données recueillies permettent de calculer le vecteur vitesse moyenne et le vecteur accélération moyenne.
]]>Lorsque plusieurs récipients communiquent entre eux, ils sont nommés vases communicants. La surface du liquide qui remplit chacun des récipients est partout au même niveau.
Un déséquilibre dans les niveaux est observé si :
Le début de la vie d'une grenouille est aquatique. Les œufs éclosent dans l'eau douce et la larve ressemble plus à un poisson qu'à une grenouille. Cette larve se nomme un têtard et il est totalement adapté à la vie aquatique. Il respire par des branchies et se déplace avec une nageoire. Il est herbivore.
Durant sa croissance, le têtard va se métamorphoser en une grenouille qui est un animal terrestre carnivore, qui se déplace avec 4 pattes et qui respire avec des poumons.
]]>Les premiers modèles reposent sur des intuitions puisqu'il était strictement impossible de prouver l'existence de ces grains de matière par l'observation.
La découverte de l'électron par J.J Thomson en 1897 constitue la première preuve expérimentale de l'existence de particules élémentaires. Suivront le proton (1919) et le neutron (1932).
La physique des particules est encore très active aujourd'hui afin de trouver les secrets de la matière.
]]>Un patron est une figure plane qui permet de reconstituer le solide.
Le cube en possède onze, le tétraèdre (solide composé de quatre triangles) en possède deux.
Sélectionner une forme puis la replier en utilisant le curseur glissant.
Cliquer puis faire glisser la souris dans l'écran pour faire pivoter.
]]>Les espèces terrestres développent des rites sexuels variés qui aboutissent à l'accouplement entre un mâle et une femelle. Très peu de gamètes sont libérés, la fécondation est interne. L'embryon puis le fœtus se développent en milieu protégé à l'intérieur de l'utérus.
Les espèces aquatiques libèrent au contraire une quantité phénoménale de gamètes dans l'eau. La fécondation a lieu à l'extérieur du corps de la femelle. Le développement de l'individu est issu d'un stade larvaire. Le développement est dit indirect.
]]>Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>v(t) = A.cos(2πft + φ)
Le diagramme de Fresnel est un moyen de représenter une fonction sinusoïdale en ne tenant compte que de l'amplitude et de la phase à l'origine. Cette représentation vectorielle est très utile en optique ou en électronique, pour sommer, dériver et intégrer des fonctions sinusoïdales de même fréquence, mais d'amplitude et de phases différentes.
]]>Le principe de fonctionnement repose sur la recherche d'un équilibre entre le poids du navire qui tend à le faire couler et la poussée d'Archimède qui tend à le faire flotter.
L'intensité de la poussée d'Archimède est proportionnelle à la masse d'eau que déplace les parties immergées de l'objet.
Voir l'animation « flotte ou coule ».
Il est aussi possible de considérer la variable masse volumique pour caractériser la flottaison. Le volume du sous-marin étant constant, il suffit de jouer sur sa masse pour modifier sa masse volumique. Lorsqu'elle est inférieure à celle du fluide environnant, il flotte. Si elle est supérieure à celle du fluide environnant, il coule.
]]>v(t) = A.cos(2πft + φ)
Le diagramme de Fresnel est un moyen de représenter une fonction sinusoïdale en ne tenant compte que de l'amplitude et de la phase à l'origine. Cette représentation vectorielle est très utile en optique ou en électronique, pour sommer, dériver et intégrer des fonctions sinusoïdales de même fréquence, mais d'amplitude et de phases différentes.
]]>La portée (ou travée centrale) est la distance qui sépare deux supports du pont (piles, poteaux, culées). Elle varie entre quelques dizaines de mètres et deux kilomètres pour le plus grand pont du monde (le pont suspendu du détroit d'Akashi au Japon).
Les personnages de l'animation proposent une approche sensorielle des forces en présence. Ces forces sont principalement de deux types : la compression (les personnages poussent) et la tension (les personnages tirent).
Les matériaux utilisés sont justement choisis en fonction de leur résistance à l'une ou l'autre de ces forces. La pierre et le béton des ponts en arc et des piles résistent très bien à la compression, l'acier des suspentes et des treillis résiste très bien à la tension.
Voir le dossier pédagogique Les ponts.
]]>Cette distribution des forces est commune à tous les types de ponts. Les efforts sont répartis et transférés sur les côtés au niveau des piles et/ou des culées, minimisant ainsi les entraves sous le pont. Les matériaux utilisés sont choisis pour leur résistance à la tension et à la compression.
Chaque projet de construction de pont est unique. De très nombreux critères interviennent dans le choix de la structure : topographie du lieu, géologie du sol, environnement climatique, coûts.
Découvrir le dossier pédagogique Les ponts d'EduMedia.
]]>Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur [next-image] pour passer à la question suivante (il y a 10 questions).
]]>On visualise ainsi :
Dans un méandre, l'érosion se fait sur la rive concave, à pente raide, là où la vitesse du courant est la plus grande. Au contraire le dépôt de particules sédimentaires s’effectue sur l'autre rive, convexe, là où la vitesse du courant est plus faible ; une terrasse alluviale (ou barre de méandre) est ainsi formée.
En quelques années, les deux coudes d'un méandre peuvent se rejoindre et provoquer une « coupure de méandre ». Un « bras mort » se forme et le cours de la rivière est modifié comme l'illustre le time-lapse ci-dessous réalisé sur une trentaine d'années (Rio Javari au Pérou - source Google) :
Selon que ce courant est grand ou faible, on dira que cette matière est conductrice ou isolante.
La résistance électrique est l'aptitude d'un matériau à s'opposer au passage du courant électrique. C'est aussi le nom donné au composant électrique utilisé par les électriciens et les électroniciens pour symboliser cette propriété dans une partie d'un circuit. Elle est désignée par la lettre R et son unité est l'ohm (Ω).
Pour un dipôle, la loi d'Ohm relie la tension U (Volts) au courant I (Ampère). Cette équation s'écrit U=RI en courant continu.
Remarque : U et I sont des grandeurs algébriques (elles peuvent prendre des valeurs négatives). La relation U=RI n'est valable qu'en convention récepteur, c'est-à-dire lorsque la flèche de courant est opposée à la flèche symbolisant la tension. Dans le cas contraire (si ces flèches sont représentées de même sens), il faudra écrire U=-RI.
]]>La chaudière chauffe l'eau pour la transformer en vapeur. La pression générée est ensuite utilisée pour pousser un piston à l'intérieur d'un cylindre. Le piston est accroché à une bielle qui permet de transformer le mouvement de translation en mouvement de rotation.
L'animation ci-dessus représente la machine à vapeur de l'écossais James Watt. Elle comporte de nombreuses améliorations par rapport aux machines de ses prédécesseurs (Somerset, Papin, Savery, Newcomen). Il invente en 1782 le principe d'une machine à double effet (ou double action) dans laquelle un tiroir glissant distribue la pression pour que le piston soit entraîné à l'aller comme au retour.
Le régulateur à boule est une autre innovation apportée par James Watt (1788). Il permet de maintenir une vitesse quasiment constante malgré les fluctuations de la pression disponible.
]]>Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur le bouton étape suivante.
]]>Une onde est caractérisée par une vitesse de propagation qui dépend du milieu. Ce peut être de l'ordre du cm/s comme c'est le cas pour les vagues sur l'eau, quelques km/s pour une onde sismique ou 300.000 km/s pour une onde électromagnétique.
Lorsqu’une onde circulaire se propage à la surface de l’eau, les différents points de la surface se déplacent verticalement, avec une élongation (amplitude) qui dépend du temps et de la position.
Remarque: Cette simulation illustre une onde circulaire qui se propage sans modification d'amplitude. Dans le cas réel, la conservation de l'énergie impose que l'amplitude de l'onde décroisse avec la distance.
Cliquer puis faire glisser les capteurs d'amplitude.
Régler la longueur d'onde à l'aide du curseur glissant.
]]>Certaines proportions ne sont pas respectées.
]]>La simplification moléculaire des différents types d'aliments (glucides, protides, lipides) s'effectue tout au long du tube digestif :
Cliquer puis faire glisser le point A.
]]>Les quadrilatères se répartissent en deux grandes familles :
Une réaction de combustion s’écrit sous la forme d’une équation avec à gauche les réactants et à droite les produits. La flèche indique le sens de la réaction.
Depuis les travaux de Lavoisier en 1770, nous savons que la masse se conserve pour toutes les transformations chimiques. La loi de conservation de la masse impose que le nombre d’atomes de chaque espèce soit le même de chaque côté de l’équation. Pour cette raison, il faut toujours trouver les coefficients qui permettent d'équilibrer l'équation.
Onde sinusoïdale longitudinale : le déplacement des particules s'effectue selon une direction parallèle à la propagation de l'onde.
Les particules ne font qu'osciller autour de leur position d'équilibre. Il y a transport d'énergie mais pas transport de matière. L'oscillation de chaque particule correspond à un mouvement sinusoïdal. C'est donc une onde progressive sinusoïdale.
]]>Pour obtenir une image nette, il faut que l'image d'un point de l'objet donne un seul et unique point image sur l'écran.
La simulation ci-dessus illustre qu'une image nette n'est obtenue que pour une certaine position de l'écran. En effet, si on isole trois rayons incidents issus d'un point B de l'objet, l'image de ce point B est nette à l'endroit où chaque rayon émergent se rencontre en un seul point.
Cette condition n'est vérifiée qu'en un seul endroit. En dehors, il existe plusieurs images d'un même point B et l'image est floue.
]]>La réaction allergique est une réponse excessive du système immunitaire des muqueuses lors de l'inhalation d'un allergène.
]]>P = U × I
L'unité de la puissance est le Watt (W).
L'énergie électrique consommée par un appareil électrique est le produit entre sa puissance et la durée d'utilisation:
E = P × t
L'unité d'énergie est le Joule (J). Il est fréquent d'utiliser aussi le Watt-heure (Wh).
1 Wh = 3600 J
]]>Exemple : on souhaite préparer un volume V = 100 mL de solution-fille de concentration C = 0,010 mol.L-1 à partir d’une solution-mère de concentration C = 0,10 mol.L-1.
La technique de préparation d’une telle solution consiste à effectuer une dilution. Cette simple manipulation s'effectue selon un protocole expérimental très précis :
Les glaciers sont nombreux pendant une période glaciaire (la dernière s'est terminée il y a 10.000 ans). De nombreux lacs et fjords témoignent de leur présence, longtemps après leur régression.
D'épaisses couches sédimentaires, accumulées au fond des fjords ou des lacs, dissimulent la profondeur réelle de la vallée d'origine.
]]>La résistance de l'air étant négligée, la trajectoire est une parabole exacte, d'où le nom de chute libre parabolique. La chute libre verticale n'est qu'un cas particulier de la chute libre parabolique.
]]>Le spectre lumineux obtenu peut être continu ou discret (spectre de raies).
Une des grandes découvertes de la mécanique quantique est que l'énergie d'un atome ne peut prendre que certaines valeurs bien déterminées. Elle est « quantifiée » (voir l'animation spectre de raie de l'atome d'hydrogène). Pour cette raison, un gaz composé d'un seul atome ne peut absorber ou émettre qu'un nombre limité de fréquences.
Pour un même élément, le spectre d'émission (partie supérieure de l'animation) possède les mêmes fréquences que son spectre d'absorption (partie inférieure).
Source pour les valeurs des raies spectrales : CDS Université de Strasbourg (lien) d'après Reader J., and Corliss Ch.H. CRC Handbook of Chemistry and Physics; NSRDS-NBS 68 (1980). programmation Adrien Willm.
]]>Elle illustre d'abord la formation des gamètes mâles et femelles au niveau des organes reproducteurs de la fleur. Il s'agit de la formation des grains de pollen dans les anthères et des sacs embryonnaires dans les ovules.
Puis, grâce à la pollinisation, la rencontre des gamètes mâles et femelles se produit : c'est la double fécondation donnant naissance à la graine.
]]>La construction géométrique de l'image d'un objet exploite les propriétés remarquables de certains rayons
Une image virtuelle se forme lorsque les rayons provenant d'un point de l'objet divergent (ne se croisent pas). L'image ne peut être vue qu'en plaçant son œil à un point précis du système optique et ne peut pas être projetée. C'est le cas avec la lentille convergente lorsque l'objet est éloigné de la lentille d'une distance plus courte que la distance focale (cas de la loupe).
Une image réelle se forme lorsque les rayons provenant d'un point de l'objet convergent en un point (se croisent). L'image peut être projetée sur un écran. C'est le cas avec une lentille convergente lorsque l'objet est éloigné de la lentille d'une distance plus grande que la distance focale.
]]>Cette animation permet de comparer les unités de mesure plus petites que le mètre.
]]>Le courant alternatif se caractérise par un mouvement alternatif des charges électriques. Autrement dit, les charges font un mouvement permanent de va-et-vient. C'est le cas de tous les circuits domestiques (habitations, usines). Le matériel qui fonctionne en courant alternatif est souvent marqué par l'abréviation « AC » (pour Alternating Current en anglais)
]]>Un solide est une figure qui possède trois dimensions (une longueur, une largeur, une hauteur ou une profondeur).
Les formes solides aux propriétés géométriques particulières (symétrie, congruences des faces ou des angles) sont présentées ici.
]]>Le chlorure de sodium est le nom chimique du sel. C’est un solide ionique constitué des ions sodium (Na+) et chlorure (Cl-). Ces ions chargés sont libres en solution et peuvent se déplacer si une tension est appliquée entre les deux électrodes. Le courant circule et la lampe peut s’allumer.
Le sucre, aussi appelé saccharose, est un solide moléculaire. Lors de la dissolution, les molécules se dispersent dans l’eau, mais elles ne sont pas attirées par les électrodes car elles sont électriquement neutres. Le courant ne circule pas et la lampe reste éteinte.
]]>L'observation des plus fines ramifications des racines, les radicelles, montre une zone située un peu avant l'extrémité présentant de très fins poils. C'est la zone pilifère, dont les poils augmentent la surface d'échange entre la racine et le sol.
L'absorption a lieu principalement au niveau des poils absorbants, qui sont une excroissance des cellules de l'épiderme de la racine.
Dans la racine, le transport de l'eau s'effectue de façon radiale. Ce transport débute au niveau des poils absorbants et se termine vers la stèle centrale où se trouve le xylème, en traversant la paroi ou le cytoplasme des cellules du cortex.
]]>Cliquer sur la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image] pour passer à une autre question.
]]>Les géologues distinguent deux grands types de divergence:
La topographie de la dorsale dépend fortement de cette vitesse.
Remarque: Le modèle de "tapis roulant" présenté dans cette animation pourrait laisser croire que la remontée de magma au centre est la cause de l'écartement des plaques. Ce n'est pas le cas. Les modèles géologiques actuellement en vigueur montrent que des boucles de convections profondes, situées dans le manteau, seraient la cause d'un mouvement de dérive des plaques à grande échelle. La dorsale, tout comme la subduction, seraient alors des conséquences de la dérive des continents.
Notons que la théorie de la "tectonique des plaques" est une théorie jeune, énoncée en 1967, et toujours en évolution.
]]>Le levier est une machine simple qui modifie l'intensité et la direction de la force à appliquer pour déplacer un objet. Il permet de minimiser l'effort à fournir pour soulever l'objet.
Un levier est une barre rigide qui se déplace autour d'un point d'appui (pivot). L'objet à soulever est placé sur la barre. Quand une force est judicieusement appliquée sur la barre, celle-ci pivote autour de son point d'appui.
Archimède est le premier à découvrir ce principe au IIIe siècle avant JC. et l'illustre avec sa célèbre phrase « Donnez moi un point d'appui et je soulèverai le monde » (Archimède, cité par Pappus - IVe siècle).
]]>La pyramide alimentaire en est une réponse. Elle constitue un support éducatif nous sensibilisant sur la quantité et la nature des aliments que nous devons quotidiennement consommer.
Elle classe tous les aliments en grandes familles selon leur valeur nutritive et énergétique. La base de la pyramide contient les produits à consommer en grande quantité, le sommet contient les aliments riches, qui consommés avec excès, déséquilibrent les repas. Aucun produit n’est interdit, seule la quantité et la fréquence de consommation importe.
Cette animation est un outil qui permet à l’élève d’identifier la nature des aliments qu’il consomme. Elle se veut être un élément de réflexion pour les enfants afin qu’ils déterminent si leur régime alimentaire correspond aux recommandations des nutritionnistes.
]]>Le hacheur est l'analogue du transformateur mais pour des tensions continues : une tension E est abaissée (dévolteur comme ici) ou augmentée (survolteur) à un autre niveau de tension continue.
On parle pour cela de convertisseur continu-continu, par opposition au transformateur qui est un convertisseur alternatif-alternatif.
Le hacheur est à la base des alimentations à découpage, et des variateurs de vitesse qui contrôlent les machines à courant continu.
]]>À plus grande échelle, des boucles de convection apparaissent. Elles sont représentées de façon circulaire sur cette animation, mais leur forme et leur taille sont très variables.
]]>Remarques :
Identifier les caractéristiques de chaque élément et l'associer à la corbeille qui lui correspond.
]]>La liste des besoins et des contraintes à respecter constitue le cahier des charges. Le cahier des charges est la première étape qui mène à la fabrication d'un objet technique. Le schéma de principe est le dessin simplifié qui représente les différentes parties de l'objet et son fonctionnement.
Les différentes parties d'un objet (pièces) sont reliées ensemble par des liaisons qui peuvent être fixes ou mobiles, permanentes ou non permanentes.
Les principaux types de mouvements sont le mouvement de translation, le mouvement de rotation, et le mouvement hélicoïdal (qui est une combinaison des deux premiers). Le mouvement d'une pièce mobile est souvent contraint par un guide.
Un dispositif de transmission de mouvement permet de transformer un type de mouvement en un autre. C'est le cas du système roue dentée / crémaillère qui transforme un mouvement de rotation en un mouvement de translation.
Pour remplir sa fonction, un objet technique est souvent constitué de machines simples : plan incliné, levier, poulie, etc.
]]>
Le Golden Gate est un pont suspendu (voir animation EduMedia sur les différents types de ponts).
Le dossier pédagogique Les ponts vous en dit davantage sur l'histoire des ponts depuis 2 000 ans.
]]>Cliquer sur [play] ou faire glisser le [slider].
]]>La surface terrestre est exclusivement chauffée par l'énergie solaire (les sources géothermiques sont dix mille fois plus faibles). La moitié de cette énergie solaire est captée par la Terre sachant que le reste est absorbé par l'atmosphère et pour une faible partie réfléchie dans l'espace. La Terre, ainsi chauffée, émet elle aussi un rayonnement mais dans l'infrarouge. Les molécules de gaz à effet de serre présentes dans l'atmosphère absorbent principalement ces longueurs d'ondes infra-rouges et ré-émettent vers la Terre 80% de cette énergie.
C'est ce piège énergétique qu'on appelle l'effet de serre. Il est à l'origine du maintient de l'eau à l'état liquide sur notre planète et a donc favorisé le développement de la Vie sur Terre; sans lui, la température au sol avoisinerait -18°C.
Mais l'activité humaine est en voie de perturber cet équilibre en augmentant les concentrations de plusieurs gaz à effet de serre, notamment celles du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4).
Cliquer les pourcentages pour afficher les informations.
]]>Au cours de l'industrialisation des villes au 19e siècle, la pollution produite par les activités humaines a entrainé un changement de couleur des troncs des bouleaux. Sur les troncs de couleur foncé, les phalènes blanches sont plus visibles que les noires et sont davantage consommées par les prédateurs. Ainsi, au fur et à mesure des générations, la proportion de phalènes blanches diminue au profit des phalènes noires. Celles-ci survivent plus longtemps et ont ainsi plus de chance de se reproduire.
Il s'agit d'un cas de sélection naturelle. La forme la plus adaptée aux nouvelles conditions du milieu de vie de l'espèce est avantagée. Et dans ce cas, c'est l'Homme qui est responsable de la modification de l'environnement.
]]>Le pont de Québec est un pont cantilever (voir animation sur les différents types de ponts).
Cette technologie de pont a depuis été abandonnée car trop coûteuse et lourde en matériel. Il demeurera donc le pont Cantilever ayant la plus grande travée centrale au monde.
Le dossier pédagogique Les ponts vous en dit plus sur l'histoire des ponts depuis 2000 ans.
Bibliographie :
Le pont de Sydney est un pont en arc métallique (voir animation EduMedia sur les différents types de ponts).
La structure métallique au complet ne repose que sur quatre charnières. Durant la construction, chaque demie-arche était retenue par une centaine de câbles d'acier. Ces câbles ont été retirés dès que l'arc fut complété en 1930.
Le dossier pédagogique Les ponts d'eduMedia vous en dit davantage sur l'histoire des ponts depuis 2 000 ans.
]]>La photosynthèse est une succession de deux phases couplées :
À la fin de l'animation, l'équation bilan simplifiée de la photosynthèse est affichée. Cependant, l'équation complète est la suivante :
6 CO2 + 12 H2O → C6H1206 + 6 O2 + 6 H2O
Notons que le dioxygène produit provient exclusivement des atomes d'oxygène de la molécule d'eau.
]]>Alfred Wegener propose sa théorie d'une lente dérive des continents dans un livre de 1912 intitulé « Translation des continents » puis en 1915 dans « Genèse des continents et des océans ». Il n'est pas le premier à proposer une telle hypothèse, mais il est le premier à l'étayer par un ensemble de constatations issues de plusieurs disciplines comme la climatologie, la géologie et la paléontologie.
La théorie de la dérive des continents a mis du temps pour s'imposer, notamment parce que Wegener ne parvient pas à expliquer le procédé géologique qui provoque cette dérive.
Ce n'est que dans les années 1950 que de nouvelles observations (cartographie des fonds océaniques par Maurice Ewing, remontée de magma au niveau des dorsales océaniques, paléomagnétisme, mouvement de convection dans le manteau...) viennent définitivement valider les hypothèses de Wegener dans le cadre d'une théorie nommée « la tectonique des plaques ».
]]>P = E / t
t représente la durée d'utilisation (exprimée en heure).
Un appareil peut indiquer une forte puissance, mais consommer peu d'énergie sur une année s'il est peu utilisé. C'est le cas du fer à repasser.
Inversement, certains appareils dont l'étiquette indique des puissances réduites comme une lampe ou un réfrigérateur peuvent coûter cher car ils sont utilisés fréquemment et sur de longues périodes.
]]>Cliquer sur les différentes parties.
]]>Chaque appareil électrique consomme de l'énergie électrique (comptée en watt x heure). Le compteur indique la consommation électrique totale de la maison. Dans certains pays, cette consommation peut être plafonnée. Quand la puissance maximale est atteinte (6 600 W), l'installation disjoncte. Il faut réarmer le disjoncteur et éteindre certains appareils pour que le phénomène ne se reproduise pas.
Les normes de sécurité imposent que chaque appareil soit relié à la terre. C'est le rôle du piquet de terre (prise de terre) planté dans le sol à l'extérieur de la maison.
]]>Comment tenir debout sur une comète ?
La gravité est la force qui attire tout objet vers le bas, ou plus précisément, vers le centre de masse. Pour une planète, ce centre de masse coïncide avec le centre de la sphère planétaire, mais pour une forme non sphérique comme 67P/Churyumov Gerasimenko, ce centre de masse est un peu plus complexe à déterminer et le champ de pesanteur subit de grandes variations selon l'endroit où s'effectue la mesure. Non seulement la gravité est très faible (entre 10 000 et 100 000 fois plus faible que sur Terre), mais en plus la verticale ne sera pas forcément la position d'équilibre !
Si un astronaute se tenait debout sur 67P, il pourrait ne pas être bien droit (perpendiculaire) par rapport au sol.
Comment marcher sur une comète ?
Si comme nous venons de le voir, se tenir debout n'est pas être à la verticale, alors vous comprendrez que le simple fait de vouloir marcher sur une comète relève du défi. Quand bien même vous relevez ce défi, il sera important de marcher bien lentement en limitant votre force. Ne pensez même pas à sauter ou à courir au risque de vous placer en orbite !
Peut on sauter en l'air (en l'espace !) sur une comète ?
N'y songez pas, sauf si un élastique vous retient au sol. La force d'attraction gravitationnelle est d'environ 10 m/s² sur Terre, alors qu'elle varie entre 0,0001 et 0,001 sur la comète 67P. Cette intensité du champ de pesanteur à la surface d'un astre permet de déterminer la vitesse de libération (ou vitesse d'évasion). C'est la vitesse qu'il faut fournir à un objet pour qu'il s'arrache à l'attraction de cet astre. Pour la Terre, la vitesse de libération est de 11 km/s (40 000 km/h !). Voilà pourquoi il faut une puissante fusée pour y parvenir. Sur 67P/Churyumov Gerasimenko, la vitesse de libération est d'environ 1 m/s (3.5 km/h). Cette vitesse est donc facilement atteignable par la force humaine et un bon saut risque de vous envoyer dans le vide pour très très longtemps.
Pour ces quelques raisons, et bien d'autres, nous pouvons affirmer qu'aucun astronaute ne sera jamais déposé sur une comète de si petite taille. C'est aussi pour ces raisons, que le module Philae dispose de harpons pour s'ancrer dans le sol à l'atterrissage et ne pas risquer de rebondir.
]]>L'étude d'un circuit RL passe par la résolution d'une équation différentielle du premier ordre. Pour cette raison, le circuit se nomme circuit du premier ordre.
Pour ce circuit RL série, l'interrupteur permet de simuler l'application d'un échelon de tension (E = 5V - l'inductance emmagasine de l'énergie) puis le retour en régime libre (E = 0, l'inductance libère l'énergie emmagasinée).
Une simple équation des mailles permet d'établir la loi qui régit l'évolution du courant i(t) :
di/dt + (R/L).i = E/L
La résolution d'une équation différentielle fait toujours apparaître deux types de solutions :
La réponse du circuit (solution complète) est la somme de ces deux solutions individuelles :
i(t) = E/R + K.exp(-tR/L)
La solution d'une équation différentielle du premier ordre est toujours de nature exponentielle.
]]>Le poids est une force, exprimée en newton (N), alors que la masse est une propriété de la matière exprimée en kilogramme (Kg).
Cliquer sur une masse pour la sélectionner.
]]>Dans ce cas, l'objet est très proche de la lentille et son image est grossie et de même sens.
Si l'objet est au-delà de la distance focale, l'effet « loupe » n'est plus possible.
Le grossissement est le rapport entre deux angles (ce n'est pas le rapport entre deux longueurs !).
G = α'/α
α' = angle sous lequel on voit l'image.
α = angle sous lequel on voit l'objet.
]]>Le principal organe cible du glucagon est le foie. Dans les cellules hépatiques, la glycogénolyse est stimulée. Le glucose, préalablement stocké sous la forme de glycogène, est ainsi libéré dans le sang.
]]>Acide carboxylique + Alcool ↔ Ester + Eau
Un ester carboxylique est constitué de deux chaînes carbonées : un groupe carboxylique (R-COOH) et un groupe hydroxyle (R'-OH).
Les esters sont des composés organiques qui trouvent des applications en biologie (liaison phosphodiesters, odeur des fruits), mais aussi dans l'industrie (savons, arômes artificiels).
Le nom d'un ester est déterminé par le nom de l'acide suivi du suffixe -oate.
La construction géométrique de l'image d'un objet exploite les propriétés remarquables de certains rayons.
Il est pour cela nécessaire de mesurer le pH obtenu à l’équivalence. Deux méthodes sont les plus utilisées :
Positionner les droites parallèles sur la courbe.
Cliquer sur les points pour afficher la mesure de pH.
]]>Sa valeur dépend de la géométrie de la distribution de masse par rapport à l'axe de rotation. Plus cette grandeur est faible, plus il sera facile de l'accélérer.
Les moments d'inertie selon différents axes des principales formes sont indiqués.
]]>Les conséquences au niveau des organes cibles (foie, tissu musculaire, tissu adipeux) sont :
À la base de cette chaîne se trouvent les producteurs. Ce sont les végétaux terrestres ou aquatiques (algues, phytoplanctons). Ils fabriquent leur propre matière organique à partir des nutriments, du CO2 et de la lumière (photosynthèse).
Les animaux situés juste au-dessus dans la chaîne sont les consommateurs de premier niveau : les herbivores.
Ils sont les proies des consommateurs de second niveau : les carnivores.
Un carnivore qui n'a pas de prédateur, est appelé un grand prédateur. Il se situe au sommet de la chaîne.
La flèche signifie «... est mangé par ...». Une chaîne alimentaire est constituée de maillons pouvant faire partie d'autres chaînes. Elles sont des branches d'un vaste réseau alimentaire.
Cette animation omet le rôle des décomposeurs. Ce sont des organismes et des microorganismes qui dégradent les matières organiques mortes (déchets, plantes et animaux morts). Ils fournissent la grande partie des nutriments recyclés par les producteurs.
]]>Il ne faut pas confondre la masse d'un objet qui s'exprime en kilogramme, et son poids qui s'exprime en Newton.
Cliquer sur une masse pour la sélectionner.
Cliquer puis faire glisser vers le haut le dynamomètre pour exercer une force.
]]>Ceci se produit quand le Soleil, la Terre et la Lune sont quasiment alignés avec la Terre entre le Soleil et la Lune. C’est un phénomène assez fréquent observable par toute personne située côté nuit de la Terre.
Il ne faut pas confondre ce phénomène avec une éclipse de Soleil qui intervient aussi lorsque les trois astres sont alignés, mais c’est la Lune qui est alors entre le Soleil et la Terre. Une éclipse solaire est plus rare et uniquement visible par les personnes situées sur une fine bande de Terre (côté jour).
Cliquer sur le bouton légendes du bandeau de navigation pour afficher des informations.
Cliquer sur les boutons 'orbites' pour simuler différentes trajectoires.
]]>Deux expériences avec une ou deux seringues permettent d'introduire la notion de pression et la relation entre la pression et le volume.
]]>En 1836, John Daniell, physicien britannique (1790-1845), invente une nouvelle pile constituée de deux compartiments contenant, pour l'un une solution aqueuse ionique de sulfate de cuivre dans laquelle plonge une lame de cuivre, pour l'autre une solution aqueuse ionique de sulfate de zinc dans laquelle plonge une lame de zinc.
Les deux compartiments sont reliés par un pont salin. Ce dispositif permet de générer une tension durable de 1,1 V.
]]>Le problème est très complexe et les navigateurs continuent à utiliser sextants et autres astrolabes pour se repérer en mer. La télégraphie sans fil à la fin du XIXe siècle et plus récemment le système GPS avec son cortège de satellites, apportent enfin une réponse précise à ce problème.
Chaque point de la surface de la Terre est repérée par deux angles exprimés en degrés :
Le voltamètre d'Hoffmann est le dispositif expérimental permettant d'étudier l'électrolyse de l'eau. On parle d'électrolyse de l'eau, mais, pour assurer une bonne conductivité électrique, l'eau pure ne suffit pas et on doit ajouter un électrolyte, comme de l'acide sulfurique H2SO4.
Sous l'action d'une différence de potentiel de quelques volts, une réaction électrochimique apparaît au niveau des électrodes :
La cathode délivre des électrons qui décomposent l'eau selon la réaction de réduction :
2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
Côté anode, les molécules d'eau subissent la réaction d'oxydation suivante :
2H2O → O2 + 4H++ 4e-
Le bilan donne l'équation de décomposition suivante :
2H2O → O2 + 2H2
La réaction produit deux fois plus de dihydrogène que de dioxygène. La loi d'Avogadro justifie que le volume de gaz dans le tube de gauche (H2) est deux fois plus important que le volume de gaz récupéré dans le tube de droite (O2).
]]>Ces particules possèdent une masse mais aussi une propriété remarquable nommée la charge électrique:
Le nombre de protons d'un atome caractérise son nom:
Un atome possède autant de protons que d'électrons. La charge totale est donc nulle, ce qui explique que la matière est globalement neutre.
Dans certains cas, avec l'aide d'un apport d'énergie extérieur, un atome peut perdre ou gagner un ou plusieurs électrons. C'est le phénomène d'ionisation.
Ex: Un atome de sodium (Na) possède 11 protons et 11 électrons. Il peut lui arriver de perdre un électron. Il possède alors toujours 11 protons mais plus que 10 électrons. Une charge positive +e n'est plus compensée et l'ion sodium obtenu est chargé positivement. L'ion sodium est noté Na+ pour indiquer qu'il porte une charge +e.
Une molécule est un assemblage d'atomes qui mettent en commun des électrons pour atteindre une plus grande stabilité.
]]>On classe les calendriers en trois grandes catégories :
Remarque: les calendriers lunaires et luni-solaires sont basés sur l'observation de la Lune (la nouvelle Lune pour les calendriers hébraïques et chinois, et le premier croissant pour le calendrier musulman). Il peut y avoir jusqu'à trois jours d'écart entre la date astronomique de la phase lunaire et sa date d'observation, selon le lieu. Les dates du calendrier musulman sont donc variables selon les pays.
]]>L'ombre portée par un écran est la portion non atteinte directement par la lumière émise par la source.
Une erreur fréquente consiste à affirmer qu'une source crée l'ombre derrière l'objet. La source ajoute en fait de la lumière partout autour et c'est par contraste que l'ombre nous apparaît.
Sa forme dépend des positions relatives de la source, de l'objet et de l'écran.
]]>Cliquer sur [play] pour avancer.
]]>Son objectif principal est de mesurer l’épaisseur de la banquise (glace de mer) pour observer les effets du réchauffement climatique et servir de point de référence pour des études futures. Il s’agit aussi de mesurer la position précise du pôle Nord magnétique et le champ magnétique sur l’océan Arctique.
Ces mesures devaient être prises entre avril et mai 2008, lorsque l’épaisseur de la glace de mer est maximale, mais le dirigeable a été détruit en janvier 2008.
]]>On peut aussi cliquer sur le miroir pour le déplacer verticalement.
]]>Un engrenage est un système mécanique composé de deux roues dentées imbriquées l'une dans l'autre. Les deux roues sont en contact et à tout instant, une dent de la roue motrice pousse une dent de la roue entraînée. La roue motrice transmet ainsi son mouvement de rotation à la seconde roue, mais les roues tournent en sens contraire.
La transmission par chaîne permet de relier deux roues éloignées. Contrairement à une courroie, une chaîne constituée de maillons permet une transmission sans glissement. Les roues tournent dans le même sens.
Dans les deux cas, la vitesse de rotation de la roue entraînée dépend de la dimension des deux roues.
]]>Cliquer sur les cases à cocher pour selectionner le pas du matriçage.
Faire glisser les sliders pour selectionner les valeurs des charges.
]]>La lentille correctrice permet de modifier la distance focale pour ramener l'image sur la rétine. Simultanément, le "punctum proximum" est éloigné.
Vous pouvez faire glisser l'objet sur l'axe optique en cliquant dessus.
Remarque : Les échelles ne sont pas respectées !
]]>Un ampèremètre placé en série permet de mesurer le courant I du circuit et un voltmètre placé en dérivation mesure la tension UR aux bornes de la résistance.
L'ampoule réagit comme une résistance RA = 10 Ω.
La courbe mesure la puissance P dissipée dans la résistance. L'unité de la puissance est le Watt (W)
P = UR x I = R x I2
La résistance réglable R permet de contrôler l'intensité du courant dans le circuit.
]]>Quand la température augmente, l'agitation thermique des molécules s'accroît, augmentant ainsi leur vitesse de déplacement. Quand l'eau bout, la vapeur d'eau vient augmenter la quantité de gaz dans la marmite. Celle-ci étant hermétiquement fermée, la pression ne cesse d'augmenter sous l'action de ces molécules de gaz qui s'entrechoquent contre la paroi. La soupape de sécurité se déclenche pour stabiliser le système.
]]>Nous affirmons sans cesse que la Lune nous montre toujours la même face. Cela est vrai, mais elle est animée d'un léger balancement perceptible sur cette animation. L'inclinaison et l'excentricité de l'orbite lunaire sont à l'origine de ce phénomène appelé « libration ».
]]>Cette activité permettra de réaliser soi-même un caryotype dans le but d’analyser ces mêmes anomalies.
]]>Cette perturbation s'effectue sans contact, car les forces électriques agissent à distance. Ce phénomène se nomme influence électrostatique ou électrisation par induction.
]]>Par une démarche scientifique aujourd'hui célèbre qui intègre l'outil statistique, Mendel étudie la transmission de caractères chez les végétaux. Il choisit le pois (pisum sativum), qui satisfait toutes ses exigences.
Pour comprendre la transmission d'un caractère d'une génération à l'autre, il féconde artificiellement deux variétés de pois de lignée pure. L'un avec le caractère « graines lisses », l'autre avec le caractère « graines ridées ».
La descendance obtenue (F1) ne possède que des graines lisses.
Il poursuit l'expérience en réalisant l'autofécondation de la génération F1. Quelle surprise de voir réapparaître dans des proportions constantes le caractère « graines ridées » dans la descendance F2.
Cette expérience réalisée sur des milliers de graines lui permet d'affirmer que :
Le mot « facteur » utilisé plus haut est remplacé maintenant par le mot « gène » qui ne fut découvert qu'au début du XXe siècle. Notons que sa publication n'a pas eu le retentissement attendu à l'époque et il fallut attendre presque un demi-siècle pour la redécouvrir.
]]>L'oscillateur possède une fréquence propre de 1 Hz.
]]>À la base de cette chaîne se trouve les producteurs. Ce sont les végétaux terrestres ou aquatiques (algues, phytoplanctons). Ils fabriquent leur propre matière organique à partir des nutriments, du CO2 et de la lumière (photosynthèse).
Les animaux situés juste au dessus dans la chaîne sont les consommateurs de premier niveau: les herbivores.
Ils sont les proies des consommateurs de second niveau, les carnivores.
Un carnivore qui n'a pas de prédateurs, est appelé un grand prédateur. Il se situe au sommet de la chaîne.
La flèche signifie "... est mangé par ...". Une chaîne alimentaire est constituée de maillons pouvant faire partie d'autres chaînes. Elles sont des branches d'un vaste réseau alimentaire.
Cette animation omet le rôle des décomposeurs. Ce sont des organismes et des microorganismes qui dégradent les matières organiques mortes (déchets, plantes et animaux morts). Ils fournissent la grande partie des nutriments recyclés par les producteurs.
Dessiner une flèche entre deux êtres vivants pour indiquer "... est mangé par ...".. Il y a 25 flèches à placer pour compléter le jeu..
Une fois le réseau alimentaire complété avec ses 25 flèches, faire glisser chaque image dans sa catégorie (producteurs, herbivores,...).
]]>Des lignes d’amplitude maximum et d’amplitude minimum apparaissent. Ces lignes portent le nom de « franges ». Ce sont des hyperboles équilatères.
]]>Répondez aux questions en un minimum de temps et d'erreurs.
Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées.
Cliquer sur le bouton [next-image].
]]>À l’ère d’internet et du tourisme de masse, cette question est omniprésente et la manipulation des décalages horaires fait partie de notre quotidien.
Un bref retour en arrière révèle que ces considérations sont plutôt récentes :
Jusqu’en 1890, la plupart des villes d’Europe disposaient de leur propre « heure locale » calculée sur la position du Soleil. Non seulement Londres et Paris n’avaient pas la même heure, mais au sein d’un même pays, Strasbourg et Paris n’avaient pas la même heure non plus. Encore maintenant, l’horloge de Bristol (Angleterre) possède deux aiguilles des minutes pour distinguer l’heure historique de Bristol de celle de Londres.
Le principe des fuseaux horaires, dont on attribue la paternité au canadien Fleming en 1879, prévoyait logiquement 24 fuseaux. En réalité, 40 zones horaires existent, ce qui montre bien que l’adoption d’une heure locale est plus complexe qu’il n’y paraît.
]]>Un levier simple est une barre mobile qui se déplace autour d'un point d'appui (pivot). Deux forces agissent sur le levier :
Ces deux forces sont appliquées sur la barre à une certaine distance du pivot. Cette distance définit le bras de levier de la force.
Le rapport des forces résistante et motrice est l'inverse du rapport de leur bras de levier. Plus le pivot est proche de l'objet (bras de levier court), et la force appliquée loin du pivot (bras de levier long), plus l'effet de la force obtenu sur l'objet est grand. Le rapport des bras de levier est l'inverse du rapport des forces.
Un bras de levier court transmet une force importante pour un petit déplacement. À l'inverse, un bras de levier long transmet une force plus faible, mais l'amplitude de son déplacement est grande.
Le levier est un dispositif qui permet soit d'augmenter l'effet de la force motrice sur l'objet, soit de maximiser le déplacement de l'objet.
]]>La mesure du pH renseigne directement sur la présence dans la solution de certains ions : l'ion hydrogène H+ et l'ion hydroxyde HO-. L'ion H+ est directement lié à l'acidité et l'ion HO- est lié à la basicité de la solution.
Le pH (Potentiel Hydrogène) est lié à la mesure de la concentration en ions H+. Ces ions, tout comme l'ion hydroxyde réagissent avec beaucoup d'éléments comme l'eau. Des acides forts ou des bases fortes sont très corrosifs. Ils doivent être manipulés avec une grande précaution.
]]>Cette animation propose une illustration du théorème des gendarmes appliqué aux suites.
]]>Lorsque ce transport s'effectue par l'eau, on parle de transport fluvial ou marin.
Plus la vitesse du cours d'eau est grande, plus sa capacité de transport est élevée. En parvenant en plaine puis dans les lacs et les océans, le débit ralentit et les sédiments s'immobilisent et s'accumulent.
Un fleuve transporte jusqu'à 10 millions de tonnes de sédiments par année.
Érosion - transport - accumulation sont trois maillons essentiels du cycle sédimentaire.
]]>Remarque : La droite numérique se dilate ou se contracte pour afficher les nombres entiers sur une échelle maximale de 100 divisions.
]]>Lors d'une méiose sans crossing-over, les allèles des deux gènes portés par chaque chromosome migrent ensemble et restent liés. On obtient donc 100% de gamètes appelés parentaux, répartis en deux types de gamètes du point de vue de la répartition des allèles.
Si un crossing-over survient entre les deux gènes, un échange d'allèle se produit entre les chromosomes homologues. On obtient 50% de gamètes parentaux et 50% de gamètes recombinés, répartis en quatre types de gamètes du point de vue de la répartition des allèles.
Les crossing-over sont donc à l'origine d'une plus grande variabilité génétique.
]]>L'étude d'un circuit RC passe par la résolution d'une équation différentielle du premier ordre. Pour cette raison, le circuit se nomme « circuit du premier ordre ».
Pour ce circuit RC série, l'interrupteur permet de simuler l'application d'un échelon de tension (E = 5V, le condensateur se charge), puis le retour en régime libre (E = 0, le condensateur se décharge).
Une simple équation des mailles permet d'établir la loi qui régit l'évolution de la charge q(t) aux bornes du condensateur :
dq/dt + q/RC = E/R
La résolution d'une équation différentielle fait toujours apparaître deux types de solutions :
La réponse du circuit (solution complète) est la somme de ces deux solutions individuelles :
q(t) = CE + K.exp(-t/RC)
La solution d'une équation différentielle du premier ordre est toujours de nature exponentielle.
]]>Le taux de remplissage de la grille est un paramètre réglable.
Ce générateur permet de créer et d'imprimer des exercices personnalisés.
]]>L'échappement est généralement à ancre comme sur cette animation. Pour de petits angles (<5°) d’oscillation du balancier, on approche de la condition d'isochronisme : la période du pendule ne dépend pratiquement que de sa longueur et de la gravité du lieu (mais pas de la masse du pendule ni des amplitudes d’oscillations). Par exemple, au niveau de la mer, un pendule d’un mètre a une période de deux secondes. En allongeant le pendule, on augmente la période des oscillations.
]]>C'est un outil pour apprendre à compter et à reconnaître certaines propriétés des nombres.
Les fonctionnalités proposées permettent d'introduire les notions de nombres pairs et impairs et de mettre en évidence des régularités dans une suite numérique.
]]>Les objets que nous voyons sont donc des sources secondaires, par opposition avec le filament de l'ampoule qui éclaire la scène et qui est une source primaire de lumière.
Pour voir un objet, trois éléments sont nécessaires (en plus de l'objet):
Si un de ces trois liens est rompu, on peut dire que nous sommes "aveugle".
Cliquer plusieurs fois sur [next-image] pour progresser dans l'animation.
]]>La force subie par une charge test placée à proximité de deux charges ponctuelles est la somme des deux forces individuelles créées par chaque charge prise séparément. Dans cette animation, les particules ont une charge unitaire de 1 C.
Cliquer sur les charges fixes.
]]>Le plan doit être muni d'un repère. Dans ce repère, une région du plan est repérée par un couple de données, appelées coordonnées.
]]>Une caractéristique I = f(U) ne dépend pas du temps. Les grandeurs I et U sont des grandeurs continues (DC).
]]>Ex : dans le cas des engrenages, ou des roues de friction, la roue motrice transmet son mouvement de rotation à la roue menée. L'une comme l'autre sont en rotation.
La transmission du mouvement peut se faire directement par contact entre les deux pièces mécaniques ou avec l'aide d'un organe intermédiaire comme une chaîne ou une courroie.
]]>Ces axes partagent le plan cartésien en quatre quadrants.
Un point est repéré dans le plan par son abscisse x et son ordonnée y. Le couple (x,y) lu dans cet ordre constitue les coordonnées du point.
]]>Remarque : l'animation compte les semaines de grossesse (date de début = fécondation de l'ovocyte). Les praticiens utilisent souvent les semaines d'aménorrhée (date de début = premier jour des dernières règles). Il suffit d'ajouter 2 semaines pour convertir les semaines de grossesse (SG) en semaines d'aménorrhée (SA).
Le nombre de cellules augmente rapidement par division cellulaire. L'œuf porte le nom de morula (petite mûre).
Environ une semaine après la fécondation, l'œuf se fixe sur la paroi de l'utérus. C'est la nidation (voir l'animation fécondation)
Semaine 2-3 (SG) : l'œuf est implanté dans l'utérus. Les taux d'hormones se modifient de façon importante. La maman ne ressent encore rien, mais un test de grossesse détectera facilement que vous êtes enceinte. Les cellules se spécialisent. Une partie deviendra l'embryon et l'autre le placenta, dont la fonction est d'apporter oxygène et nutriments.
Semaine 4-5 (SG) : l'embryon se développe et se divise en trois feuillets (ectoderme, mésoderme et endoderme) qui donneront les différents organes du futur bébé. La maman ressent les premiers signes qu'elle est enceinte.
Les organes sont quasiment tous présents avant le deuxième mois, mais non fonctionnels. Après le troisième mois, l'embryon devient un fœtus. Neuf mois sont nécessaires pour passer d'une unique cellule œuf à un organisme complexe de plus de 3 milliards de cellules.
SA = semaines d'aménorrhée
]]>Remarque :
La place du chiffre dans le nombre définit sa valeur : chaque chiffre est associé à une valeur de position. Ainsi, 128 et 812 ne représentent pas les mêmes nombres, pourtant ils sont composés des mêmes chiffres.
Le tableau de numération permet de repérer immédiatement la valeur de position des chiffres qui composent un nombre.
Dans cette animation, les nombres sont représentés avec des éléments graphiques :
3 + 3 + 3 + 3 = 12 s'écrit 4 × 3 = 12 , car nous additionnons 4 fois le nombre 3.
Les termes de part et d'autre de l'opérateur (×) sont les facteurs. Le résultat de la multiplication est le produit. Dans l'exemple : 3 et 4 sont les facteurs, 12 est le produit.
Cette animation permet de conceptualiser la multiplication comme un rectangle : le produit correspond au nombre de cases contenues dans le rectangle. Il est possible d'introduire à ce stade la notion de surface car le nombre de cases correspond justement à la mesure de la surface du rectangle coloré.
L'opération inverse de la multiplication est la division. La division est l'opération qui consiste à partager une quantité en parts égales :
12 ÷ 3 = 4
Le dividende est le nombre à diviser, le diviseur est le nombre qui divise, le quotient est le résultat de la division.
]]>Trois façons de reproduire le tableau :
Crédits :
Cette animation propose huit pavages carrés à compléter. Ce petit jeu est l'occasion de travailler sur les symétries et la régularité des figures géométriques.
Certains motifs représentés ici sont caractéristiques :
Dans les régions tempérées, il y a 4 saisons : l'automne, l'hiver, le printemps et l'été. Chaque saison dure 3 mois et est séparée par les équinoxes et les solstices. Elles se caractérisent par une certaine constance du climat avec un fort impact sur la faune et la flore. L'agriculture dépend des saisons, ce qui influence fortement nos modes de vie, même en ville.
Les feuillus perdent leurs feuilles à l'automne. Le tapis de feuilles mortes constitue un apport organique essentiel pour les écosystèmes (voir l'animation origine des sols). Noter les conifères à droite de l'écran qui ne perdent pas leurs épines.
Remarque : la même séquence illustre un paysage de l'hémisphère nord et de l'hémisphère sud. Ce choix a été fait pour satisfaire un besoin pédagogique mais il n'est bien entendu pas réel.
]]>Deux principales mesures sont associées à la figure :
Dans l’antiquité, les mesures d’aires et de périmètres étaient stratégiques. Il était facile de mesurer le périmètre d'un champ en comptant les pas, mais sa surface cultivable était plus difficile à évaluer. Deux champs peuvent avoir le même périmètre mais pas la même surface ce qui pouvait désavantager les paysans les plus naïfs.
Il n’existe pas de lien direct entre l’aire et le périmètre d’une figure quelconque. Deux figures différentes peuvent avoir le même périmètre et des aires différentes ou la même aire et des périmètres différents.
]]>La vitesse du boulet diminue puis augmente en conséquence pour vérifier en tout temps : Ec + Ep = Cte.
Cliquer puis faire pivoter le canon pour modifier l'angle de tir.
Fixer la vitesse d'éjection à l'aide du slider.
Cliquer sur les boulets pour afficher les énergies en ce point.
Cliquer sur [play] pour tirer et [pause] pour stopper le mouvement.
]]>Cliquer puis faire glisser pour faire pivoter.
]]>Mesure de périmètre :
Calculer le périmètre d'une surface donnée. Pour comprendre le concept de périmètre et de contour, cliquer sur les éléments de la surface.
Mesure d'aire :
Mesurer l'aire d'une surface donnée. Il est possible de déplacer les éléments pour reconstituer une figure simple (associer deux triangles pour constituer un carré). Compter les unités en cliquant sur les éléments de la surface,
Construction d'une surface d'aire et de périmètre donnés :
Déposer sur la scène autant d'éléments d'aire mesurant une ou quatre unités. Déplacer les éléments pour construire une forme simple, créer des trous dans la surface ou des irrégularités sur son contour pour obtenir le périmètre souhaité. Constater qu'une surface d'aire donnée peut avoir différents périmètres.
]]>Une fraction est une division entre le nombre de parties considérées (le numérateur) et le nombre total de parties partageant le tout (le dénominateur). Dans la fraction 3/5, le numérateur vaut 3 et le dénominateur vaut 5.
Le tout est souvent représenté par :
Il s'agit d'une version simplifiée de l'animation Cycle cellulaire.
]]>Cette simulation permet de comprendre la relation qui existe entre la théorie de la tectonique des plaques (mouvements de la lithosphère sous l'effet de forces internes à la Terre) et la localisation des séismes, du volcanisme, et des chaînes montagneuses.
]]>La force électrique est répulsive pour des charges de même signe et attractive pour des charges de signe opposé.
Cette force dépend de la quantité de charges en présence et du carré de la distance qui les sépare. Elle décroit donc très rapidement avec l'éloignement.
L'expression de la force électrique, découverte par Charles de Coulomb (1780), révèle une force qui peut être très intense.
Cette force est partout autour de nous, car elle explique notamment la cohésion de toutes les molécules. Paradoxalement, à notre échelle, nous ne disposons que de peu de témoignages de cette force. En effet, la matière est constituée de très nombreuses charges, mais elle est électriquement neutre. Il y autant de charge positives (protons) que de charges négatives (électrons)
Pour reprendre l'introduction du physicien Richard Feynman concernant la force électrique : « Si vous vous teniez à un bras de distance de quelqu'un et que chacun de vous ait un pour cent d'électrons de plus que de protons, la force de répulsion [...] serait suffisante pour soulever une masse égale à celui de la Terre entière ! ».
]]>De nombreux paramètres influencent ces courants :
Les courants océaniques jouent un rôle majeur pour expliquer les climats sur Terre. Les scientifiques redoutent que le réchauffement climatique perturbe ces énormes régulateurs climatiques que constituent les courants marins. On cite souvent le cas du Gulf Stream (Atlantique nord), qui explique à lui seul le climat tempéré de l'Europe de l'ouest. Un ralentissement ou un arrêt du Gulf Stream provoquerait une modification profonde du climat de toute cette région.
Les courants marins influencent aussi les cycles biologiques de nombreuses espèces marines du fait d'un approvisionnement en plancton saisonnier. Les animaux migrateurs utilisent ces « corridors écologiques ».
Les courants de surface forment à la surface du globe de grandes boucles appelées « gyres océaniques ». Ce sont des courants qui s'enroulent dans le même sens que les vents dominants. C'est la force de Coriolis (une conséquence de la rotation terrestre) qui explique que ces courants sont dans le sens horaire dans l'hémisphère nord et le sens antihoraire dans l'hémisphère sud. C'est au centre de ces gyres que se concentre toute sorte de déchets flottants après un périple de plusieurs milliers de kilomètres.
Sitographie:
Les causes responsables de la grande disparité des climats sont nombreuses et complexes. Une des principales est l'ensoleillement inégal des régions de la Terre en fonction de leur latitude et le fait que cet ensoleillement change au cours de l'année avec l'inclinaison de la Terre (voir les animations eduMedia sur le thème des saisons). D'ailleurs, le mot « climat » vient du Grec « Klima » qui veut dire « inclinaison ».
Cette animation permet de visualiser l'ensemble des climats de la Terre, ainsi que le caractère saisonnier de la couverture végétale et de la couverture neigeuse.
Crédits : NOAA Climate.gov (National Oceanic and Atmospheric Administration)
Cette animation permet d’explorer la droite numérique des petits aux grands nombres, positifs ou négatifs, entiers ou décimaux.
Le pas de la graduation peut être unitaire ou variable. L'option « Graduation aléatoire » nécessite de calculer le pas de la graduation avant de placer l'étiquette sur la droite.
]]>Comme il s'agit de métaux, il suffit que l'un des deux soit suffisamment bon conducteur pour pouvoir exploiter cette propriété dans un circuit électrique. Le bilame devient alors un interrupteur qui réagit en fonction de la température. On retrouve des bilames dans des disjoncteurs, des alarmes incendies, des ampoules clignotantes et des thermostats.
Voir aussi l'animation eduMedia bilame.
]]>Cette propriété de la matière est caractérisée par un coefficient de dilatation thermique. La formule ci-dessous correspond à une dilatation linéique :
ΔL = α . L0 . ΔT
La différence dans les coefficients de dilatation de deux métaux explique que le bilame se courbe du côté où le coefficient de dilatation est le plus faible. Cette propriété est exploitée dans de nombreux dispositifs comme l'interrupteur thermosensible (voir l'animation alarme incendie). Cette torsion est d'autant plus importante que le bilame est long. C'est cette amplification qu'on recherche avec un bilame de forme spiralée comme ceux utilisés dans certains thermomètres.
Ce phénomène de dilatation thermique n'est pas très perceptible sur de petits objets. Il doit par contre être considéré sur les grandes structures comme les ponts, bâtiments, ou même une grande masse d'air ou d'eau.
]]>Cette animation issue de la collection Terre Interactive illustre de façon originale la géographie de notre planète.
Sélectionner et superposer les vues qui vous intéressent puis faire pivoter le globe.
Cliquer sur « Projection 2D » pour passer de la vue 3D à une carte 2D.
]]>Les deux cadres doivent représenter le même nombre.
Une fraction peut-être représentée par :
Cinq types de questions combinent de façon aléatoire deux représentations d'une même fraction. Toutes les combinaisons possibles sont proposées par ordre de difficulté croissante. Le cadenas permet de figer un type de question.
Les objets d'une collection peuvent être déplacés pour réaliser des paquets.
L'animation sur les fractions permet d'introduire les notions fondamentales.
]]>L'étiquette grise indique la relation (approximative) entre deux unités de temps :
Après avoir classé toutes les unités proposées, le jeu se poursuit avec des étiquettes représentant des instruments de mesure du temps ou des images caractéristiques d'une unité de temps. Ces étiquettes se placent sous les unités correspondantes sachant qu'une unité peut avoir plusieurs étiquettes et qu'une étiquette peut se placer sous plusieurs unités.
En complément avec de ce jeu, eduMedia propose plusieurs fiches pédagogiques sur ce thème de la mesure du temps, ainsi qu'une version imprimable de ce jeu de cartes.
]]>La marée est la variation de la hauteur du niveau des eaux d'une mer ou d'un océan. La force de gravitation combinée de la Lune et du Soleil en est la principale cause. L'amplitude de la marée peut se mesurer avec le « marnage » qui est la différence de hauteur entre la pleine mer et la basse mer.
L'amplitude du phénomène n'est que de 1 m en plein océan, et il ne dépasse pas 20 cm dans une mer fermée comme la mer Méditerranée. Il atteint 10 m et plus à certains endroits de la Terre. En effet, la forme du littoral peut amplifier ce phénomène. C'est le cas dans la baie de Fundy (Canada), la baie de Mont-Saint-Michel (France), Puerto Gallegos (Argentine) qui affichent des marnages de 15 m et plus pendant les marées à forts coefficients.
L'animation phénomène des marées illustre l'influence du Soleil et de la Lune sur le phénomène des marées.
]]>La nature présente une grande diversité de fruits, certains seulement sont comestibles.
]]>Un nombre est un concept abstrait qui définit une quantité. Il ne dépend ni de la nature des éléments dénombrés, ni de l'ordre de comptage.
Un nombre s'écrit à partir de 10 symboles, nommés chiffres (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).
Le comptage peut s'effectuer en identifiant les objets un par un, ou en les regroupant par paquets.
Cette animation permet d'introduire ces différents concepts :
Cette animation est un générateur aléatoire de nombres entre 0 et 999. Chaque question consiste à associer deux représentations équivalentes d’un même nombre.
Pour une progression dans l’apprentissage, quatre intervalles de nombres sont proposés. Le modèle de représentation du nombre peut être figé aussi bien au niveau de la question que de la réponse.
]]>Quatre opérations élémentaires traduisent les notions « J’en ai plus », « J’en ai moins », « Je répète », « Je partage ». Une opération mathématique associe des nombres (les opérandes) à un signe mathématique (l’opérateur) : +, -, ×, ÷. Une opération mathématique met en jeu des collections d’objets (ou des grandeurs) de même nature.
]]>Les grands télescopes et les missions spatiales font évoluer notre connaissance du système solaire. De nouveaux corps sont découverts, que nous classons selon une nomenclature de plus en plus précise. Découverte en 1930, Pluton est considérée comme la neuvième planète du système solaire, mais l'Union astronomique internationale (IAU) a déclassé Pluton en « planète naine » en 2006, faisant revenir le nombre de planètes de notre système solaire à huit. Un autre exemple est la découverte d'anneaux et même d'arcs autour de Neptune et Uranus.
Il existe vraisemblablement des milliards de systèmes stellaires comme le système solaire dans notre galaxie (la Voie Lactée) et dans d'autres galaxies.
Les proportions des planètes devant le Soleil dans le menu de gauche sont respectées. L'apparence de Jupiter est simplifiée. Les mouvements des masses « nuageuses » sont plus complexes que ne laisse imaginer l'animation. Pour preuve, cette séquence de photos prise par Voyager 1 en approche.
Crédits textures planètes : http://planetpixelemporium.com/planets.html
]]>La première étape consiste à définir les termes « animal », « végétal » et « minéral » (exemples à l'appui soit lors d'une sortie, soit avec des images) :
La seconde étape consiste à trouver des sous-produits ou des parties d'un animal, d'un végétal et d'un minéral (exemples à l'appui).
La dernière étape est celle de l'animation eduMedia. Elle consiste à découvrir l'origine animale, végétale ou minérale d'objets transformés par l'humain (ou l'animal). C'est donc une démarche d'investigation qu'il faudra mener avec l'élève pour remonter jusqu'à l'origine du produit.
Crédit photos. Toutes les photos proviennent du site Pixabay (licence CC0 1.0) sauf le sucre (CSIRO - Licence CC BY 3.0), le corail (NOAA Photo Library - Public domain), le verre (Tous droits réservés Verre-avenir).
]]>Visiter ce très bon site (en anglais) de David M. Lane, Rice University.
]]>D’autres nombres sont formés en combinant plusieurs symboles ensemble, en respectant des règles d’addition ou de soustraction. En numération romaine, les nombres s’écrivent de la gauche vers la droite.
En règle générale, les symboles sont rangés par valeur décroissante.
La valeur du nombre se déduit en additionnant les valeurs associées à chaque symbole : MMDCCLXXVII représente le nombre 2 777 (1 000 + 1 000 + 500 + 100 + 100 + 50 + 10 + 10 + 5 + 1 + 1).
Les règles de soustraction s’appliquent uniquement aux symboles I, X et C. Ceux-ci peuvent être placés avant 2 symboles de valeur supérieure et seulement 2. Dans ce cas, la valeur de I, X ou C se retranche à celle du symbole qu’il précède.
Les phases de la Lune, les principales fêtes et les principaux événements du calendrier sont indiqués à titre informatif. Noter que les équinoxes (Printemps, Automne) et les solstices (Été, Hiver) ne sont valables que pour l'hémisphère nord. Il faut inverser ces termes pour les habitants de l'hémisphère sud.
Cette animation est le support visuel idéal pour accompagner l'enfant dans son apprentissage et répondre aux questions types :
Il est aussi possible de faire glisser le carré « jour » pour compter une durée. Cet outil permet de montrer qu'il y a 365 jours dans une année (parfois 366) et 7 jours dans une semaine, mais qu'il y a un nombre variable de jours dans un mois.
La partie « Quiz » permet à l'élève de tester ses connaissances. Il suffit de cliquer sur le point d'interrogation pour avoir la réponse, ou même de cliquer n'importe où ailleurs pour déplacer la question.
]]>L'échelle des temps géologiques est ainsi subdivisée de la façon suivante :
Échelles et ordre de grandeur : Nous avons fait le choix de deux échelles de temps pour représenter cette très longue histoire de plus de 4,5 milliards d'années.
Connaissez vous l'animation eduMedia horloge géologique ?
Remarque : Selon votre bande passante, cela peut prendre plusieurs minutes pour charger les 4.6 milliards d'années de cette fresque. C'est mieux que le contraire !
Remerciements :
Un vide partiel (inférieur à 10-6 atm) est maintenu dans le tube (entre 10 et 100 kV). Une haute tension est appliquée entre deux électrodes. Le champ électrique très intense qui en résulte accélère les quelques ions présents dans le tube qui, par collision, ionisent d’autres particules.
Plus la pression est faible (vide poussé), plus les électrons ainsi libérés et accélérés parcourent de grandes distances jusqu’à frapper l’écran opposé du tube.
En étudiant la déviation de ce faisceau, J.J . Thomson isole en 1897 une nouvelle particule élémentaire portant une charge négative: l’électron.
Ce dispositif constitue le premier accélérateur de particules. À la suite de ses travaux, Thomson proposera un tout nouveau modèle atomique (Le plum pudding de Thomson) qu’un de ses élèves, Ernest Rutherford, améliorera 10 ans plus tard.
]]>L’histoire de la Terre est divisée de la façon suivante :
L'animation n'illustre pas les époques et seules les périodes du dernier éon (Phanérozoïque) sont représentées.
Le principal objectif pédagogique de cette animation est de représenter l'histoire de la Terre sous forme d'une horloge géologique afin de révéler les ordres de grandeur des durées et les proportions. En effet, notre perception usuelle du temps ne nous permet pas d'appréhender correctement les gigantesques durées géologiques à l'œuvre ici. Ainsi une extinction de masse qui apparaît ponctuelle dans l'illustration s'étale en réalité sur des milliers voire des millions d'années. Un tel événement demeure cependant très brutal sur une échelle de temps géologique.
Si l'âge de la Terre est ramené à une horloge de 12h, alors les trois premiers éons (nommés Précambrien) occupent plus de 10h, le Phanérozoïque ne constitue que les dernières 90 minutes et l'apparition des hominidés les 30 dernières secondes. Homo sapiens n'apparaît que dans les deux dernières secondes, à 11h 59min 58s !
La Commission Internationale de Stratigraphie (ICS en anglais) a dans ses missions l’établissement d’une échelle des temps géologiques. Cette échelle est disponible sur le site http://www.stratigraphy.org/ . Elle est mise à jour en fonction des découvertes des paléontologues.
]]>Cette animation propose trois représentations du concept de l'addition :
Les liens sont brisés si :
Quand les liens sont établis, il est possible d'afficher toutes les décompositions d'un même nombre en cliquant sur les pastilles de la collection.
Une partie s'interprète aussi comme le résultat d'une soustraction.
]]>Le pancréas est une glande mixte qui possède à la fois une fonction exocrine et une fonction endocrine.
La fonction partie exocrine est associée à la sécrétion du suc pancréatique par des cellules spécialisées, les cellules acineuses. Le suc pancréatique contient les enzymes. Il est déversé dans le duodénum par les canaux pancréatiques. Les cellules acineuses constituent plus de 90% de la masse du pancréas.
La fonction partie endocrine est associée à la sécrétion d’hormones dans le sang par des cellules spécialisées, les cellules α et β des îlots de Langerhans. Les cellules α sécrètent une hormone hyperglycémiante, le glucagon. Les cellules β sécrètent une hormone hypoglycémiante, l’insuline. Ces deux hormones participent activement à la régulation de la glycémie. Les îlots de Langerhans ne constituent que 2% de la masse du pancréas.
]]>Le principe de la vis d'Archimède est toujours utilisé de nos jours pour évacuer de l'eau comme dans les wateringues ou polders du nord de l'Europe, ou pour déplacer du sable ou des céréales avec des convoyeurs à vis.
]]>Dessiner un rond dans l'écran pour créer une roue. La taille des roues est contrainte afin d'illustrer des ratios simples : 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 dents.
La roue motrice est grisée. Toutes les roues motrices tournent à la même vitesse.
Entourer deux roues pour créer une chaîne de transmission.
Cliquer sur une roue pour la sélectionner ou la déselectionner.
Barrer un élément pour le supprimer.
Crédit : Frank Leenaars
]]>L'opération est représentée par 3 nombres placés en triangle. Le nombre au sommet est le résultat, les nombres situés sur la base sont les opérandes.
Les liens sont établis dès que le chiffre manquant est trouvé.
]]>Comprendre le concept du nombre revient à dénombrer une collection d'éléments et lui associer une représentation symbolique : chiffres, constellation de points, combinaison des doigts de la main.
Une collection d'éléments peut être partagée en deux parties. C'est le concept de l'addition. Le nombre bleu représente le tout (la somme), les deux parties étant représentées par les nombres jaune et rouge (les termes).
Interprétez les nombres jusqu'à 10 comme une combinaison de deux nombres. Rétablissez les liens entre les nombres quand le tout correspond à la somme des deux parties. Quand la collection s'affiche, cliquez sur les pastilles pour montrer toutes les décompositions possibles d'un même nombre.
Jouez avec les nombres et combinez leurs représentations de façon ludique.
]]>Selon ce principe, les effets d'un champ gravitationnel sont identiques aux effets d'une accélération du référentiel de l'observateur. Autrement dit, un observateur enfermé dans un ascenseur ne pourra distinguer s'il est immobile dans un champ de pesanteur (par exemple sur Terre), ou dans le vide astral mais uniformément accéléré vers le haut par un moteur placé sous l'ascenseur.
Ce principe d'équivalence a de nombreuses conséquences. Il constitue un des fondements de la relativité générale. Une des conséquences les plus simples à comprendre est l'équivalence entre la masse inertielle (le m de F = ma) et la masse gravifique (le m de P = mg). En effet, nous utilisons la même quantité m dans nos résolutions de problème de physique mais rien ne prouve que ces deux quantités soient rigoureusement les mêmes pour un même objet. Une autre conséquence de cette égalité entre masse innertielle et masse gravifique est le fait que deux objets chutent avec la même accélération indépendamment de leur masse (les frottements sont négligés). C'est ce que l'astronaute Dave Scott a démontré lors d'une expérience filmée sur la Lune en 1971.
]]>Si on applique le principe d'équivalence tel que énoncé par Einstein et illustré par son expérience de pensée sur l'ascenseur, il y a équivalence totale entre un corps en chute libre et ce même corps en impesanteur.
Le point commun entre chacun des trois exemples de cette animation, c'est que chaque cobaye se retrouve en impesanteur lorsqu'il se retrouve en chute libre. Il ne subit plus son propre poids. Il en serait de même pour les passagers de la station orbitale ou même la Lune qui semblent flotter au-dessus de nos têtes alors qu'ils sont juste en chute libre permanente. Curieusement, il en est de même pour chacun d'entre nous lorsque nous sautons en l'air.
« Le génie de Newton a consisté à dire que la lune tombe alors que tout le monde voit bien qu’elle ne tombe pas » (Paul Valéry).
]]>Il identifie trois zones de peuplement :
Un tel diagramme constitue un puissant outil d'analyse, car il permet de tirer des conclusions sur la masse, la taille, la composition chimique, l'âge et le stade évolutif d'une étoile.
La luminosité est exprimée en luminosité solaire (L⊙). Le rayon des étoiles s'exprime en comparaison avec la rayon du Soleil (R⊙).
Bibliographie et crédits :
L’enfance est la période qui dure de la naissance à l’adolescence. Elle dure environ 12 ans chez les filles et 14 ans chez les garçons.
L’adolescence est une période de transition entre l’enfance et l’âge adulte. L’organisme se modifie, ce qui entraîne aussi des modifications d’ordre physique et psychique. La croissance s’accélère. À l’issue de cette période, les organes génitaux sont matures et l’individu est apte à se reproduire.
]]>Seul le dernier éon est représenté : le Phanérozoïque. C'est le dernier et le plus court des quatre éons (541 Ma). C'est celui dans lequel nous vivons et sa principale caractéristique est l'explosion de la biodiversité. Le mot "Phanérozoïque" vient des mots grecs φανερός (phanerós = "visible") et ζωή (zōḗ = "Vivant" ou "Animal"). L'abondance de vie observée pour la première fois à la toute fin du protérozoique (Édiacarien) s'accélère au cambrien avec ce que les paléontologues nomment l'explosion cambrienne, La biodiversité est d'abord sous-marine et ce n'est qu'au Silurien puis au Dévonien que la flore et la faune s'adaptent pour conquérir le littoral terrestre. Les dinosaures ont régné bien plus tard, au cours du mésozoïque (plus de 150 millions d'années après la sortie des eaux de Tiktaalik au dévonien). Le phanérozoïque est l'éon que nous connaissons le mieux car les couches géologiques et les fossiles sont mieux conservés. Les trois précédents éons (Hadéen, Archéen et Protérozoïque) sont fusionnés en un seul super-éon nommé précambrien qui dure presque 4 milliards d'années.
Faire glisser la fresque pour vous déplacer dans le temps ou cliquer sur une période du bandeau de navigation.
Cliquer sur un animal pour afficher son nom.
Remerciements :
Le cycle utérin débute par les menstruations, encore appelées les règles. Ces dernières durent environ 5 jours. Au début, la muqueuse utérine ou endomètre a une épaisseur maximale. Cette muqueuse se dégrade progressivement. Cette dégradation est provoquée par la baisse de la production des hormones ovariennes, œstrogènes et progestérone, dont les concentrations sont minimales.
Parallèlement se déroule le cycle ovarien débutant par la phase folliculaire. Cette dernière se déroule pendant les 14 premiers jours au cours desquels un follicule dominant se développe sous l’action d’une hormone produite par l’hypophyse, une gonadostimuline appelée FSH (hormone folliculostimulante). Plus le follicule se développe, plus il produit des œstrogènes dont l’action est d’induire la reconstruction de l’endomètre.
De faibles concentrations en œstrogènes en début de cycle exercent un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse. Ainsi, les concentrations en gonadostimulines demeurent faibles en début de cycle. Quand la concentration en œstrogènes augmente, le rétrocontrôle devient positif et l’hypophyse libère davantage de gonadostimulines. Un pic de LH (hormone lutéale) se forme aux alentours du 14e jour du cycle. Le pic de LH déclenche l’ovulation.
Le follicule éclaté se transforme en un corps jaune sous l’action de la LH. Ce dernier sécrète des œstrogènes, mais également une autre hormone ovarienne, la progestérone, dont la concentration augmente rapidement. La progestérone exerce une action sur l’endomètre qui se vascularise plus encore. La progestérone induit par ailleurs un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse. Cela diminue fortement la sécrétion des gonadostimulines.
Finalement, le corps jaune dégénère, induisant une diminution de la production des hormones ovariennes. Un nouveau cycle recommence.
]]>Cela peut paraître contre-intuitif mais le simple brassage aléatoire des allèles aboutit inévitablement à une perte de diversité génétique. Le graphique témoigne de l'évolution dans le temps de la fréquence des allèles au fil des générations. Un marqueur identifie à quelle génération un allèle est perdu. L'objectif de cette simulation est de confirmer l'hypothèse selon laquelle la baisse de diversité est d’autant plus rapide que l’effectif est faible.
Comme c'est souvent le cas en statistique, il est important de réaliser plusieurs tirages avec un même effectif de départ avant d'en tirer des conclusions. On pourra alors s'interroger sur l'existence d'une relation entre l’effectif d’une population et le nombre de générations au bout duquel il ne reste qu’un seul allèle pour un gène donné.
Une étude comparée entre deux tirages issus de mêmes conditions initiales (effectifs, génotypes) permet d'approcher certaines théories de l'évolution comme l'effet fondateur. insularisation écologique, goulot d'étranglement...
Soulignons que l'option "Activer la mutation" permet d'illustrer que la dérive génétique peut également être source de diversité en faisant apparaître puis se répandre de nouveaux gènes.
Crédit: Philippe Cosentino, professeur de SVT de l'académie de Nice (lien).
]]>La FIV est une technique de procréation médicalement assistée (PMA). Il s'agit de recréer en laboratoire les conditions d'une fécondation naturelle. Elle est proposée à des couples qui rencontrent certains types de problèmes d'infertilité.
Le protocole FIV comporte plusieurs étapes dont le principal objectif est de maximiser les chances de grossesse de façon sécuritaire pour la mère. Ainsi, pour augmenter les taux de réussite de la fécondation in vitro, le protocole commence par une stimulation ovarienne (injection de FSH) pour forcer le développement de plusieurs follicules, alors que dans un cycle non stimulé, un seul follicule dominant atteindra la maturité. Il s'agit généralement d'obtenir de 8 à 15 ovules (ovocytes) qui seront prélevés au moment de la ponction.
La fécondation se déroule en laboratoire le jour même de la ponction. Le développement de l'embryon est surveillé pendant plusieurs jours. Le ou les embryons les plus favorables sont sélectionnés pour être transférés. En accord avec le médecin, il peut être décidé de transférer un ou plusieurs embryons 2 ou 3 jours après la fécondation, ou de procéder à une « culture prolongée » en transférant un embryon au stade blastocyste 5 jours après la fécondation.
Mise en garde : Cette animation a une vocation d'illustration pédagogique. En aucun cas elle ne peut servir de référence médicale ou scientifique. Chaque couple est unique et il existe plusieurs variantes autour de ce protocole. Une FIV obéit à des règles techniques et légales très strictes. Elle est mise en œuvre par un ensemble de professionnels, exerçant dans une clinique spécialisée dans le cadre d'une législation propre à chaque pays.
]]>Son expression générale s'écrit sous la forme : a.x2 + b.x + c,
a, b et c sont les paramètres de la fonction. c est l'ordonnée à l'origine de f(x) : f(0) = c.
Cette animation permet de comprendre l'influence de chaque paramètre sur la forme et l'expression de la fonction.
]]>La discontinuité de Mohorovičić (ou Moho), est la limite entre ces deux zones. Comme elle sépare deux roches de nature différente, il s'agit d'une séparation de nature géochimique.
L'asthénosphère se trouve sous la lithosphère. Tout comme le manteau supérieur, elle est constituée de péridotite, mais sa particularité est d'être ductile alors que la péridotite du manteau supérieur est rigide. Dépendamment de la pression, c'est autour de 1 300°C que les propriétés physiques de la roche changent et passent de solide à ductile.
L'isotherme 1 300°C est une limite de nature physique qui sépare la lithosphère (roches rigides) de l'asthénosphère (roches ductiles). Cette isotherme se situe en général entre 50 et 100 km de profondeur mais elle remonte vers la surface lorsqu'elle se trouve au-dessus d'un point chaud ou d'une dorsale, où le manteau asthénosphérique subit une fusion partielle.
Une partie de la péridotite va fondre pour donner du magma. Ce magma moins dense que la roche environnante va remonter et s'accumuler dans une chambre magmatique au sein de la croûte océanique. Le magma présent dans la chambre magmatique est animé de mouvements de convection. Sous l'effet de la pression, une partie pourra fracturer la roche pour créer des filons (dykes en anglais), dont certains atteindront la surface. Le magma qui en sortira adoptera la forme caractéristique de coussin, d'où le nom de "lave en coussin" (Pillow lava en anglais). Les basaltes sont des roches magmatiques issues d'un magma refroidi rapidement constituées de petits cristaux.
Une autre partie du magma suit les boucles de convection et vient frotter les parois plus froides de la chambre magmatique. Ce lent refroidissement du magma est à l'origine d'un autre type de roche selon le principe de cristallisation fractionnée : Le gabbro (constitué de plus gros cristaux que les basaltes).
Basalte et gabbro sont les deux principaux constituants de la croûte océanique.
C'est au niveau de la dorsale que s'effectue par magmatisme la formation d'un nouveau plancher océanique, mais ce n'est pas cette poussée de magma qui provoque l'écartement des plaques. C'est le phénomène de subduction aux deux extrémités droite et gauche des plaques qui est responsable de la divergence des plaques.
]]>Cette animation permet d'observer l'influence des paramètres a et n sur l'allure de la courbe de f(x), et d'étudier les caractéristiques suivantes :
Fixer les paramètres a et n pour analyser quelques fonctions caractéristiques comme les fonctions carrée, cube, inverse, racine,... reconnaître des courbes caractéristiques comme la parabole ou l'hyperbole.
]]>La fonction sinus représente la variation de l'ordonnée du point en fonction de son angle x. La fonction sinus a pour équation f(x) = A sin(x).
La fonction cosinus représente la variation de l'abscisse du point en fonction de son angle x. La fonction cosinus a pour équation f(x) = A cos(x).
Ces deux fonctions présentent des caractéristiques communes :
La première étape consiste à définir les termes « animal » et « végétal » :
Il est intéressant de noter que nous consommons différentes parties d'une plante : racine (carotte), fruit (fraise), sève (sirop d'érable), feuille (salade), graine (noix, amandes), fleur (chou-fleur, capucine), et on pourrait ajouter le bourgeon (asperge) et l'écorce (cannelle).
Crédits photos. Toutes les photos proviennent du site Pixabay (licence CC0 1.0) sauf le sucre (CSIRO - Licence CC BY 3.0),
]]>Le paramètre q est la base de l'exponentielle, c'est un réel strictement positif et différent de 1.
La variation de la fonction exponentielle s'étudie sur deux intervalles :
Si q = 1, alors la fonction est constante. C'est la droite d'équation y = 1.
Si q ≠ 1, la fonction exponentielle a pour asymptote la droite d'équation y = 0.
La fonction exponentielle expq(x) est une fonction convexe qui passe par le point de coordonnées (0 , 1) : ∀ q, q0 = 1.
Cas particulier : La fonction exponentielle qui admet pour tangente au point (0 , 1) la droite d'équation y = x, est la fonction exponentielle de base e. Elle se note f(x) = ex ou f(x) = exp(x).
e est un nombre irrationnel, nommé nombre d'Euler ou nombre de Néper : e ≈ 2,718 281 : e = f(1).
]]>Dans une phrase célébre, Galilée dira « Le mouvement est comme rien ». Dit autrement, l'étude du mouvement est intimement liée au référentiel dans lequel on l'étudie : Le mouvement est relatif.
Cette affirmation est un des fondements de toute la physique que nous connaissons, puisqu'elle jette les bases de la cinématique (étude du mouvement, loi de composition des vitesses, principe d'inertie, etc.).
Il définit par là même deux grandes catégories de référentiels : les référentiels galiléens (ou inertiels), pour lesquelles les mêmes lois de la physique s'appliquent, et les référentiels non galiléens (ou non inertiels), pour lesquels il faut faire intervenir des forces d'inertie.
Ce principe de relativité renie complètement les principes d'Aristote, selon lesquels le mouvement et le repos sont deux concepts complètement différents.
]]>
Le théologien, physicien, astronome et mathématicien John Napier (Neper) a introduit le concept des logarithmes pour résoudre cette question.
Le problème consiste à isoler la variable y dans l'équation qy = x.
La solution s’écrit y = logq(x) et s’énonce ainsi : y est le logarithme en base q de x.
Deux égalités (qy = x et y = logq(x)) traduisent une même relation entre trois nombres : x (résultat de la puissance), y (exposant) et q (nombre élevé à la puissance, appelé base).
Le logarithme de base 10 est le logarithme décimal, noté log(x).
Le logarithme de base e est le logarithme népérien, noté ln(x).
Exemples :
• Calculer log3(81) : À quelle puissance faut-il élever le nombre 3 pour obtenir 81 ?
3×3×3×3 = 81 ⇨ 34 = 81 d’où log3(81) = 4 : le logarithme en base 3 de 81 est 4.
• Calculer log2(64) : À quelle puissance faut-il élever le nombre 2 pour obtenir 64 ?
2×2×2×2×2×2 = 64 ⇨ 26 = 64 d’où log2(64) = 6 : le logarithme en base 2 de 64 est 6.
• log(100) = 2 : Il faut élever le nombre 10 au carré pour obtenir 100 (ici le logarithme est décimal).
• Et log100(1) ?
À quelle puissance faut-il élever le nombre 100 pour obtenir 1 ?
100y = 1 ⇨ 1000 = 1 ⇨ log100(1) = 0 : le logarithme en base 100 de 1 est 0.
Tout nombre q élevé à la puissance 0 vaut 1 : le logarithme de 1 est toujours nul, quelle que soit sa base (logq(1) = 0).
]]>L'évaluation en fin de questionnaire tient compte du nombre de réponses et du temps mis pour réaliser le test.
Cocher la bonne réponse puis cliquer sur le bouton [next-image].
]]>L'étiquette grise peut être déplacée au-dessus de deux unités. Elle indique la relation (le multiple) entre les deux unités de longueur choisies :
Après avoir classé toutes les unités proposées, le jeu se poursuit avec des étiquettes représentant des objets dont l'ordre de grandeur est caractéristique d'une unité de longueur. Chaque étiquette doit se placer sous son unité caractéristique. Ainsi, la tour Burj Khalifa située à Dubaï est proche du km avec ses 828 m de hauteur.
]]>Ce quiz aborde de façon originale les diagrammes en évaluant la compétence en lecture et interprétation. Il existe en effet de nombreuses activités de construction de diagramme à partir d'un tableau de valeurs. Ici, les diagrammes sont fournis et il s'agit d'en extraire des informations utiles.
]]>Un corps noir est un objet idéal en équilibre thermodynamique avec son environnement qui se comporte comme un « absorbeur de radiations » parfait (toutes les radiations incidentes sont absorbées et il n'y a ni réflexion, ni transmission, ce qui explique pourquoi un tel corps nous apparaîtrait noir). Pour demeurer en équilibre thermodynamique, le corps noir ainsi chauffé émet un rayonnement électromagnétique dans toutes les longueurs d'ondes. L'énergie rayonnée par unité de temps et de surface (nommée luminance ou puissance par unité de surface), couvre l'ensemble des longueurs d'ondes et dépend uniquement de la température de surface du corps, comme l'illustrent les courbes de l'animation.
C'est Max Planck qui énonce en 1900 sa fameuse équation qui décrit la loi qui porte maintenant son nom : loi de Planck
Ses travaux valident les théories naissantes de la mécanique quantique puisque pour expliquer le comportement macroscopique d'un corps noir, il considère que les atomes du corps noir interagissent avec le rayonnement électromagnétique de façon discrète (non continue). L'énergie lumineuse est absorbée (et émise) sous forme de paquets d'énergie (les quanta). La luminance d'apparence continue est en fait le résultat statistique de la somme des effets quantiques individuels.
La loi de Planck a de très nombreuses conséquences, dont le fait que l'allure de la courbe ne dépend que de la température du corps chauffé et non de la matière qui le constitue. Ainsi, le Soleil rayonne de la même façon qu'un morceau de métal chauffé à la même température (5 800 K).
Citons également la loi de Wien qui affirme que la longueur d'onde maximale λMax est inversement proportionnelle à la température :
λMax ∝ 1/T
La loi de Boltzmann qui affirme que la puissance totale rayonnée (par unité de surface) est proportionnelle à T4
M = σ.T4
]]>Une cellule photovoltaïque suit une loi I = f(U) bien particulière que l'on nomme caractéristique. Les valeurs ICC (courant de court-circuit) et VCO (tension de circuit ouvert) sont des valeurs caractéristiques propres à chaque cellule. Il faut savoir que ces valeurs et l'allure de la caractéristique dépendent de nombreux autres facteurs comme le type de semi-conducteur, l'ensoleillement, la température de la cellule.
Une cellule photovoltaïque ne délivre une puissance que si elle est branchée sur une charge. Il suffit alors de calculer le point de fonctionnement pour déterminer la valeur du courant et de la tension délivrée par la cellule. Il existe une valeur particulière de la charge qui maximise la puissance. Ce point de fonctionnement se nomme le MPP (Maximum Power Point).
PMPP = VMP × IMP
Une installation de panneaux solaires nécessitera toujours l'installation d'un régulateur de charge permettant de se positionner proche de ce MPP.
]]>La particularité de ce cycle réside dans l'absorption de deux photons ultraviolets (UVB, UVC).
Un premier photon (λ < 240 nm) est absorbé pour dissocier une molécule de dioxygène (O2) en deux atomes d'oxygène (O•).
O2 + ℎν → 2 O•
Un second photon (λ > 240 nm) est absorbé par une molécule d'ozone (O3).
O3 + ℎν → O2 + O•
Étant donnée la nocivité du rayonnement UV pour les cellules animales et végétales, on comprend pourquoi la couche d'ozone est considérée comme un "bouclier" protecteur. La découverte dans les années 1960 d'un trou dans la couche d'ozone au-dessus du pôle Sud a donc provoqué une grande inquiétude au sein de la communauté internationale. Le protocole de Montréal impose depuis sa signature en 1985 une interdiction totale de certains composés destructeurs de la couche d'ozone dont les CFC (chlorofluorocarbones). Cette animation illustre qu'un seul atome de chlore peut dégrader deux molécules d'ozone. En réalité, ce sont des centaine de milliers de molécules d'ozone qui sont potentiellement détruites par un seul atome de chlore.
]]>Il faut savoir que l'azote est un élément essentiel pour le développement de la plante. Il est très abondant dans l'atmosphère sous la forme N2 (Diazote). Cependant, les plantes ne sont pas capables d'absorber l'azote sous sa forme gazeuse. Elles ne peuvent l'absorber que sous une forme dissoute (Nitrate).
C'est là que les bactéries de type rhizobium interviennent. Ces bactéries fixatrices d'azote sont capables de transformer ce diazote en NO3- (Nitrate) ou NH4+ (ion Ammonium) assimilables par la plante. Cette transformation est consommatrice d'énergie car la triple liaison N≡N est très stable. Dans le cas de la symbiose rhizobienne,c'est la plante la source qui fournit l'énergie nécessaire sous forme de glucides issus de la photosynthèse. Il faut pas moins de 16 ATP pour reduire une molécule N≡N
N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP
On a découvert récemment qu'un véritable dialogue moléculaire se met en place entre la racine et rhizobium. Pour stimuler le processus de nodulation, la plante sécrète dans le sol des flavonoïdes qui sont perçus par le rhizobium via une protéine régulatrice. En réponse, rhizobium déclenche l’expression des gènes amorçant le processus de nodulation.
Source: Symbiose rhizobium / légumineuse . un nouveau Sesame (Éric Giraud - Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes)
]]>Plus on se déplace vers les pôles, moins les nuages et donc les précipitations contiennent l'isotope 18O. La glace des calottes polaires est donc plus pauvre en isotope lourd que les océans, et ce d’autant plus que le climat est froid.
Ainsi, pour les glaciologues, une glace pauvre en 18O témoigne d’une époque de climat froid alors qu’une glace moins pauvre en 18O provient d’une époque de climat chaud.
Le Delta-O18 (δ18O) est une mesure de ce rapport d'abondance 18O/16O . Plus l'échantillon contient de 18O plus la mesure δ18O est positive. Inversement δ18O < 0 signifie un déficit en 18O (comparativement à 16O)
L’étude des sédiments marins permet une analyse complémentaire. On y trouve des foraminifères (organismes marins) qui élaborent leurs coquilles à partir des éléments chimiques contenus dans l’eau de mer, dont l’oxygène (sous forme de carbonate de calcium CaCO3). Le même rapport isotopique est mesuré et c'est logiquement qu'on observe que l’évolution du Delta-O18 est l'inverse de celle des calottes glaciaires. Un océan, et donc des sédiments, riche en 18O implique des calottes glaciaires pauvres en 18O et un climat froid.
L’étude des glaces a également permis d’analyser la teneur en CO2 des bulles d’air emprisonnées dans la glace (non représenté sur l'animation). Les scientifiques ont ainsi pu déceler un lien entre cette variable et l’évolution des températures au cours du temps. Grâce à ces différentes mesures, les scientifiques ont pu dater les alternances climatiques sur des centaines de milliers d'années. Ils ont également démontré certaines corrélations comme les concentrations atmosphériques de CO2 et températures.
]]>Comment étudier cette population d'électrons libres et les distinguer des électrons non libres ou liés ? C'est la mécanique quantique qui a répondu à cette question, et plus précisément l'étude des niveaux d'énergie occupés par chaque électron dans un atome. La théorie dans son ensemble est complexe. Retenons que chaque électron occupe non pas une position précise autour du noyau, mais un niveau d'énergie précis. Les niveaux d'énergie accessibles sont même discontinus. On dit qu'ils sont quantifiés (voir l'animation sur les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène). Tous les niveaux d'énergie accessibles dans un cristal forment des paquets ou des bandes d'énergie comme sur cette image (wikipedia). Un cristal est parfaitement caractérisé par ses bandes d'énergie. Celles-ci nous renseignent sur le comportement des électrons, notamment en ce qui concerne la capacité du matériau à conduire l'électricité.
La quantification des niveaux d'énergie est parfaitement visible dans l'alternance de bandes permises (niveaux d'énergie accessibles) et de bandes interdites (niveaux d'énergie inaccessibles). Pour un cristal en équilibre thermodynamique, les électrons occupent naturellement les niveaux d'énergie les plus bas, qui correspondent aux électrons les plus proche du noyau et chimiquement inactifs.
Parmi tous les électrons présents dans le cristal, seuls ceux situés dans deux bandes nous intéressent.
Dans le cas des conducteurs, il y a un chevauchement entre la bande de valence et la bande de conduction et chaque atome d'un conducteur libère un ou plusieurs électrons libres.
Pour des isolants, il existe une bande interdite entre la bande de conduction et la bande de valence, nommée gap ou bandgap. Ce gap de plusieurs eV est quasiment infranchissable et un nombre infime d'électrons de la bande de valence peuvent sauter jusqu'à la bande de conduction.
Il existe une troisième catégorie de matériaux pour lesquels le gap est inférieur ou égal à 1,5 eV. Pour ces éléments, un simple photon du spectre visible possède l'énergie suffisante pour faire passer un électron du haut de la bande de valence vers la bande de conduction, Ce sont les semi-conducteurs tels que le silicium (gap = 1,1 eV) ou le germanium (gap = 0,7 eV). Les propriétés électriques de ces matériaux et leur capacité à interagir avec la lumière expliquent en grande partie pourquoi ils sont devenus indispensables en électronique.
]]>Cliquer pour faire pivoter.
]]>Le digesteur est l'élément central de l'usine. C'est dans le digesteur que se déroule la dégradation des matières organiques par des micro-organismes en l'absence d'oxygène (anaérobie), contrairement au compostage qui se déroule en présence d'oxygène (aérobie).
Après une quarantaine de jours durant lesquels la matière est chauffée et brassée, on récupère en sortie du « biogaz » et le « digestat » qui est une boue riche en matières organiques. Ces deux sous-produits de la digestion anaérobie sont valorisés de la façon suivante :
La méthanisation permet de diminuer la masse de déchets envoyés aux incinérateurs et de renvoyer vers les villes et les fermes de l'énergie et des engrais produits localement.
Source: ADEME
]]>Afin d'estimer cet effectif, ils capturent, dans un premier temps, un certain nombre (n1) d'individus, les marquent, puis les relâchent dans leur milieu.
Dans un deuxième temps (quelques jours après par exemple), ils réalisent une nouvelle campagne de capture. Parmi les (n2) individus recapturés, un certain nombre (n3) portent la marque.
Le nombre total (N) d'individus peuplant le milieu peut alors être estimé par proportionnalité, en utilisant la formule suivante :
N = n1 x n2 / n3
Cependant, la recapture des individus étant aléatoire, le nombre d'individus portant la marque peut fluctuer de manière importante d'une campagne à l'autre. Pour améliorer la précision de l'estimation, il est donc généralement nécessaire de réaliser plusieurs campagnes de recapture et de faire une moyenne.
Crédits : Philippe Cosentino, professeur
]]>Il existe plusieurs types de combustibles (éthanol, méthanol), mais c'est principalement du dihydrogène qui est utilisé. On parle alors de « pile à hydrogène ». L'oxydant est toujours le dioxygène de l'air (O2).
La pile à hydrogène est considérée comme une source d'énergie propre. Elle consomme de l'hydrogène et de l'oxygène, deux éléments abondants sur Terre. De plus, la production d'électricité d'une telle pile ne rejette que de l'eau (H2O). Cependant, certains points négatifs doivent être résolu avant d'envisager un passage à l'échelle :
Cela reste une source d'énergie prometteuse et de nombreux projets de recherche tentent de résoudre ou de contourner ces problèmes.
]]>Les paramètres utilisés et les courbes observées ne sont pas caractéristiques d'un virus en particulier. Notre objectif est de fournir aux enseignants un outil qualitatif pour illustrer comment se propage un virus et comment combattre une épidémie.
Nous expliquons plus bas les paramètres de cette simulation mais en aucun cas elle ne peut servir de justification ou de preuve. Une simulation est une approximation de la réalité. Les paramètres qui caractérisent la propagation et la dangerosité d'une épidémie sont nombreux. Ces paramètres sont autant scientifiques que sociaux. Chaque communauté est donc différente vis à vis de la propagation du virus et il n'existe pas de réponse unique pour lutter.
Dans une lutte contre la propagation d'un virus, il est fondamental de rappeler certaines réalités scientifiques :
En l'absence de vaccin, la victoire contre une épidémie passe donc par une discipline individuelle stricte (hygiène, confinement, quarantaine, distanciation) très difficile à mettre en oeuvre à l'échelle d'une société, surtout dans la durée.
Pour la simulation ci-dessus, nous avons utilisé le modèle SEIR (Susceptible-Exposed-Infected-Recovered en anglais ou Susceptible-Exposé-Infecté-Rétabli en français) :
Le cas des décès n'est pas considéré dans la simulation. Il constitue un pourcentage de la population I (<1% pour la grippe saisonnière, >3% pour Covid-19, >15% pour la variole).
La simulation applique l'algorithme suivant à deux populations fixes de 440 individus qui n'échangent que quelques « voyageurs ».
La distance entre chaque individu est calculée. Si la distance entre deux individus I et S est inférieure à un certain seuil de proximité, nous appliquons une probabilité P de contagion qui fait passer l'individu S à E.
En l'absence de gestes barrières, l'évolution exprime bien une croissance initiale du nombres d'infectés (I+E) très rapide de type exponentiel. Les politiques sanitaires cherchent à tout prix à limiter cette croissance pour protéger son système de santé. Or, une fonction exponentielle croît tellement vite que les décisions doivent être prises très rapidement, comme l'explique cette vidéo sur l'étude de la fonction exponentielle.
Les mesures politiques sont forcément collectives car la présence d'un seul individu I peut, avec le temps, contaminer toute la population. Il peut s'agir de vaccination, confinement, ou la mise en quarantaine de tous les voyageurs.
Cette simulation pédagogique permet de tirer certaines conclusions d'ordre qualitatives :
Le dernier point explique la difficulté pour les gouvernements d'organiser un dé-confinement.
Sitographie :
Les paramètres utilisés et les courbes observées ne sont pas caractéristiques d'un virus en particulier. Notre objectif est de fournir aux enseignants un outil qualitatif pour illustrer comment se propage un virus et comment combattre une épidémie.
Nous expliquons plus bas les paramètres de cette simulation, mais en aucun cas elle ne peut servir de justification ou de preuve. Une simulation est une approximation de la réalité. Les paramètres qui caractérisent la propagation et la dangerosité d'une épidémie sont nombreux. Ces paramètres sont autant scientifiques que sociaux. Chaque communauté est donc différente vis à vis de la propagation du virus et il n'existe pas de réponse unique pour combattre une épidémie.
Dans une lutte contre la propagation d'un virus, il est fondamental de rappeler certaines réalités scientifiques :
En l'absence de vaccin, la victoire contre une épidémie passe par une discipline individuelle stricte (hygiène, confinement, quarantaine, distanciation) très difficile à mettre en œuvre à l'échelle d'une société, surtout dans la durée.
Pour la simulation ci-dessus, nous avons utilisé le modèle simplifié SIR (Susceptible-Infected-Recovered en anglais ou Susceptible-Infecté-Rétabli en français) :
Le cas des décès n'est pas considéré dans la simulation.
La simulation applique l'algorithme suivant à une population fixe de 800 individus.
La distance entre chaque individu est calculée. Si la distance entre deux individus I et S est inférieure à un certain seuil de proximité, nous appliquons une probabilité P de contagion qui fait passer l'individu S à I.
En l'absence de gestes barrières, l'évolution exprime bien une croissance exponentielle du nombre d'infectés (I). Les politiques sanitaires cherchent à tout prix à limiter cette croissance pour protéger son système de santé. Or, une fonction exponentielle croît tellement vite que les décisions doivent être prises très rapidement comme l'explique cette vidéo sur l'étude de la fonction exponentielle.
Les mesures politiques sont forcément collectives, car la présence d'un seul individu I peut, avec le temps, contaminer toute la population. Il peut s'agir de vaccination, de distanciation ou de confinement.
Cette simulation pédagogique permet de tirer certaines conclusions d'ordre qualitatives :
Le dernier point explique la difficulté pour les gouvernements d'organiser un dé-confinement.
Déplacer le curseur par dessus la courbe pour rejouer la séquence de l'épidémie.
Liens intéressants :
Pour cela, il faut tout d’abord choisir des caractères comparables entre les différents êtres vivants que l’on souhaite classer, puis les comparer.
Ensuite, pour chaque caractère on détermine s’il s’agit d’une forme ancestrale ou d’une forme dérivée (ou évoluée).
Pour cela, on examine les caractères de l’espèce dont on sait qu’elle ne possède aucun caractère dérivé parmi ceux qui ont été choisis. Cette espèce est l’extra-groupe.
Enfin, on applique une règle simple : deux espèces sont d’autant plus apparentées qu’elles partagent un grand nombre de caractères dérivés hérités d’un même ancêtre commun d’autant plus récent.
Ces espèces sont réunies en groupes nommés clades ou taxons, où toutes les espèces sont issues d’un même ancêtre commun défini par l’apparition d’un caractère dérivé. Un arbre phylogénétique permet aussi de raconter une histoire évolutive puisque les caractères dérivés apparaissent les uns après les autres au cours du temps.
Remerciements : Benoît Merlant, professeur de SVT, Académie d'Orléans Tours.
]]>Ces gaz sont principalement la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (N2O) et l'ozone (O3). Or, depuis le début de la révolution industrielle, l'effet de serre s'est amplifié par le rejet de quantités importantes de GES dans l'atmosphère.
Au final, l'intégralité de l'énergie absorbée par la Terre et l'atmosphère sera réémise vers l'espace sous la forme d'un rayonnement IR d'où un bilan radiatif équilibré et une température moyenne théoriquement stable. Mais cette température d'équilibre est plus élevée dans le cas d'un excès de GES. Ceci est la cause d'un réchauffement climatique global.
]]>« Lavoisier a montré, en 1774, que l’air est un mélange d’oxygène et d’un autre gaz, l’azote. Pendant douze jours et douze nuits consécutifs, il fit chauffer du mercure dans un ballon dont le col recourbé se terminait en haut d’une cloche retournée sur une cuve à mercure. Il aspira une partie de l’air de la cloche, au moyen d’un tube recourbé, de façon que le niveau du mercure fût plus élevé dans la cloche que dans la cuve. Cette disposition permettait de suivre facilement les variations de niveau du mercure dans la cloche, et en même temps assurait la stabilité de cette cloche.
Le deuxième jour, Lavoisier vit la surface du mercure se recouvrir de parcelles rougeâtres qui augmentèrent pendant cinq jours, et le niveau s’élever dans la cloche. Il continua de chauffer jusqu’au douzième jour ; aucune modification ne se produisant plus dans l’appareil, il le laissa refroidir. Le gaz restant dans le ballon et la cloche éteignait une bougie allumée ; il n’entretenait pas la respiration : de petits animaux plongés dans ce gaz y mouraient. Il lui donna le nom d’azote (a, sans ; zoos, vie). Il mit les pellicules rouges dans une cornue très petite pour laisser au-dessus d’elles le moins d’air possible. Il chauffa, il recueillit de l’oxygène sur la cuve à mercure et retrouva du mercure dans la cornue ; les pellicules étaient donc une combinaison de mercure et d’oxygène, on appelle cette combinaison oxyde de mercure.
Lavoisier fit passer dans une même cloche l’azote restant de la première expérience et l’oxygène recueilli dans la deuxième ; il obtint un mélange qui avait toutes les propriétés de l’air atmosphérique. Il avait ainsi établi par analyse et par synthèse que l’air est un mélange d’oxygène et d’azote. Depuis Lavoisier, on a fait d’autres expériences qui ont déterminé très exactement la composition de l’air et prouvé que l’azote y entre pour les quatre cinquièmes et l’oxygène pour un cinquième.
Toutes ces expériences sont fondées sur le même principe : enlever à l’air son oxygène et laisser l’azote. »
]]>CETTE SIMULATION EST À VOCATION PÉDAGOGIQUE UNIQUEMENT !
Les paramètres utilisés ne sont pas caractéristiques d’un vaccin particulier. Notre objectif est de fournir aux enseignants et enseignantes un outil qualitatif pour illustrer les différentes étapes de contrôle pour s’assurer qu’un « candidat vaccin », un vaccin en développement, soit sécuritaire et efficace. En aucun cas ces paramètres ne peuvent servir de justification ou de preuve. De plus, les critères menant à l’approbation d’un vaccin peuvent varier d’un pays à l’autre.
La vaccination est un procédé qui vise à protéger l'organisme d'une infection spécifique en stimulant le système immunitaire. Chaque compagnie doit s’assurer que son candidat-vaccin est sécuritaire et efficace chez l’humain. Pour ce faire, elles travaillent de concert avec des institutions médicales, des médecins, des experts et des patients volontaires. Toute la procédure doit également être approuvée par un comité d’éthique.
Les essais peuvent être stoppés à tout moment si le vaccin ne s’avère pas sécuritaire, ou pas suffisamment efficace.
Pour chacune des phases d’un essai clinique, on compare toujours un vaccin à un placebo. Le placebo est un traitement identique au vaccin, mais exempt d’ingrédients actifs. Il est généralement fait d’eau, de sel et d’agents de conservation. La moitié des participants à l’étude recevront une piqûre d’un placebo. L’autre moitié recevra le vaccin. On compare ensuite les résultats entre les deux groupes pour évaluer les risques et les bénéfices du candidat-vaccin. Est-il suffisamment sécuritaire? Semble-t-il protéger suffisamment contre la maladie?
Développer un vaccin prend normalement plusieurs années. Le gros du temps est habituellement consacré à la recherche de financement, à la commercialisation et à la bureaucratie, et non aux essais cliniques comme tels.
L’Organisation Mondiale de la Santé estime que la vaccination permet de sauver environ 2 millions de personnes par an.
eduMedia a fait un dossier interactif complet sur le thème de l'épidémie. Cliquez sur Virus, vaccin, le sujet viral pour y accéder.
]]>Nous savons maintenant que seul le vivant peut engendrer le vivant, mais les principes de la génération spontanée auront tout de même duré près de deux millénaires. L'église défendait cette thèse, mais de grands savants comme Démocrite, Aristote ou Descartes y sont aussi associés. Selon eux, l'apparition de moisissures puis d'insectes sur des aliments en décomposition témoignent de ce principe.
Francesco Redi publie à Florence en 1668 son traité Esperienze intorno alla generazione degl’insetti (« Expériences sur la génération des insectes »), où il contredit, expériences à l'appui, cette théorie. Il répond à tous ses détracteurs avec une grande précaution, car il ne peut ignorer ce que Galilée a subi 50 ans plus tôt (accusé d'hérésie en 1633).
Malgré ses découvertes, les scientifiques et la population continuent de croire à la génération spontanée. Il faut attendre Pasteur au milieu du XIXe siècle pour réfuter cette théorie et valider l'existence de germes et de micro-organismes.
]]>Il existe de nombreuses technologies. Les deux principales sont les suivantes :
Chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients. Ainsi, la technologie capacitive ne permet pas d'utiliser des gants ou n'importe quel stylet. Elle n'est pas adaptée non plus aux grands formats. La technologie résistive est moins coûteuse, mais s'use avec le temps et le multicouche dégrade la qualité d'image.
Dans tous les cas, un métal rare, l'indium, est utilisé. Il est classé parmi les matières premières critiques. Pour cette raison, nous devons maîtriser notre consommation d'appareils numériques.
]]>L'expérience traitant de l'effet photoélectrique pose un problème que la théorie ondulatoire de la lumière ne parvient pas à expliquer. Pour cette expérience, on éclaire une plaque métallique (la cathode). Dans certaines conditions, on réceptionne sur une autre plaque (l'anode) les électrons arrachés à la cathode. Un courant circule, mesurable avec un ampèremètre. Si la lumière est une onde, les travaux de Maxwell et Hertz imposent qu'en augmentant l'intensité du champ électrique (amplitude de l'onde), plus d'électrons seraient arrachés. Un courant plus intense serait mesuré.
Or ce n'est pas du tout ce qui se passe. C'est la fréquence de l'onde incidente qui agit sur ce courant. En dessous d'une fréquence seuil, aucun électron n'est arraché, quelle que soit l'intensité de la lumière.
L'énergie de sortie (Φ) est l'énergie permettant d'extraire un électron de la cathode. Il existe donc une fréquence seuil ν0 en-dessous de laquelle aucun photon ne pourra arracher d'électron. Quelle que soit l'intensité de la source, pour de tels photons, il ne circulera jamais de courant. Par contre, pour un photon ayant une fréquence ν > ν0 , un électron sera arraché et il disposera même d'une énergie cinétique correspondant à la différence hν - hν0 . La différence de potentiel U appliquée entre la cathode et l'anode sert juste à accélérer (ou freiner) ces électrons arrachés à la cathode.
Einstein reçoit le prix Nobel en 1921 pour ses explications de l'effet photoélectrique. Il faut bien saisir le côté contre-intuitif de cette découverte qui affirme que la lumière est à la fois une onde et une particule et que certains phénomènes ne s'expliquent que par l'un ou par l'autre de ces aspects.
]]>Un atome de silicum est tétravalent (4 électrons sur sa couche de valence). Il complète sa couche de valence pour atteindre 8 électrons en s'associant à 4 autres atomes de Si selon une structure cristalline parfaite.
Le dopage type n consiste à ajouter une impureté donneuse d'électron. C'est le cas si on remplace un atome de silicium (Si) par un atome pentavalent comme le phosphore (P). La physique des semi-conducteurs explique que le cinquième électron de la couche de valence est très peu lié à son atome. L'ajout d'un atome de phosphore provoque alors l'apparition d'un ion fixe P+ et d'un électron libre. Un bloc de semi-conducteur dopé n est donc neutre, mais sa conductivité vient d'augmenter.
Le dopage type p consiste à ajouter une impureté accepteuse d'électron. C'est le cas si on remplace un atome de silicium (Si) par un atome trivalent comme le bore (B). La physique des semi-conducteurs explique que l'atome de bore cherche à récupérer un électron. L'ajout d'un atome B provoque alors l'apparition d'un ion fixe B- et d'un trou. Un trou représente une absence d'électron. On peut le définir comme une particule de charge positive -e (e est la charge de l'électron). Un bloc de semi-conducteur dopé p est donc neutre, mais sa conductivité vient d'augmenter.
En réalité, la lumière se propage bien le long du trajet le plus court, mais l'espace (ou plus précisément l'espace-temps) dans lequel elle évolue est courbé par la présence de masse. Dans la théorie de la relativité générale, la gravitation est d'ailleurs une conséquence (et non la cause) de cette courbure de l'espace-temps. Cette simulation utilise un modèle simplifié de l'espace-temps sous la forme d'une grille 2D déformée par une masse.
Remarque: voir le paragraphe intitulé « Simplification » à la fin de ce texte pour comprendre les limitations de ce modèle.
Lorsque Einstein publie sa théorie de la relativité générale en 1915, il ne prédit pas seulement la déviation de la lumière lors de son passage à proximité d'une masse ou l'existence des ondes gravitationnelles. Il établit une toute nouvelle conception de l'univers, notamment en ce qui concerne la nature de la force gravitationnelle. Ni cette théorie fort complexe, ni même le prix Nobel qu'il reçoit en 1922 (pour son explication de l'effet photoélectrique) ne rendent Einstein célèbre, au-delà du cercle des scientifiques de l'époque.
Le 29 mai 1919 survient une éclipse solaire qui est l'occasion choisie par l'astronome Arthur Eddington pour mesurer la position des étoiles quasiment alignées avec le Soleil au moment précis de l'éclipse. Il cherche à valider la théorie de la relativité générale énoncée 4 ans plus tôt par Einstein. Eddington constate une déviation de la position des étoiles conformément aux prédictions de la théorie de la relativité générale, Du jour au lendemain, Albert Einstein devient une célébrité mondiale, comme en témoignent les nombreuses unes des journaux de l'époque.
La lumière peut donc être déviée par une masse. Une lentille gravitationnelle est une sorte d'illusion optique à l'échelle cosmique. Sous certaines conditions d'alignement, il est possible d'observer plusieurs images d'une même source lumineuse située derrière un objet massif. En fonction de la distribution de masse de la masse déflectrice, on peut observer des arcs ou des anneaux (nommés « anneaux d'Einstein »).
Simplifications : l'animation illustre comment une masse modifie la grille d'un espace-temps simplifié en 3D. Cette représentation est avant tout pédagogique. L'espace-temps réel est à quatre dimensions (trois pour l'espace - une pour le temps). Cette vidéo d'Alessandro Roussel résume bien la difficulté d'illustrer graphiquement les effets de la relativité générale.
]]>Cette application est une initiation à l'algorithmique et la programmation. Programmer, c'est prévoir et anticiper une suite d'actions permettant de solutionner un problème. Les 9 niveaux de jeu proposés sont de difficulté croissante.
Niveaux 1-2-3
Le mode « entrainement » (training) permet de tester immédiatement une instruction. Le mode « normal » exécute la suite d'instructions après avoir cliqué sur « GO ».
Les trois premiers niveaux (1-2-3) n'utilisent que les blocs instructions usuels :
Niveaux 4-5-6
Ajout de l'instruction « boucle de répétition » : il est nécessaire d'utiliser cette nouvelle instruction pour valider les objectifs. Son utilisation est même obligatoire pour compléter le niveau 6.
Niveaux 7-8-9
Des mémoires secondaires sont ajoutées pour optimiser le codage.
Évaluation : C'est le nombre total de blocs instructions qui est comptabilisé pour définir les objectifs et le résultat obtenu.
]]>Pour illustrer ce concept, il est fréquent de représenter un espace à deux dimensions. C'est le modèle de la nappe de tissu déformée par des distributions de masse. Il est important de savoir que cette simplification visuelle comporte de nombreuses limitations, dont celle d'expliquer la gravitation (planète attirée par le Soleil) par la gravité elle -même (planète qui tombe verticalement dans le trou). Cette animation repose sur cette simplification graphique. Il ne s'agit donc que d'une introduction pédagogique pour ce thème très complexe qu'est la relativité générale.
]]>Tous les liquides ont la propriété de réduire de volume lorsqu'ils se solidifient en glace. Tous sauf l'eau. En se transformant en glace, l'eau gagne en volume et de ce fait, la glace d'eau est moins dense que l'eau liquide. C'est une propriété remarquable qui explique que la poussée d'Archimède d'un glaçon totalement immergé dépasse la force de son poids, Le glaçon remonte donc à la surface.
La flottaison d'un iceberg est une belle illustration du principe d'Archimède et cette animation permet de jouer avec les formes pour observer les deux forces en présence. La densité de la glace étant juste un peu plus faible que celle de l'eau environnante, environ 10% du volume de l'iceberg émerge au moment où la poussée d'Archimède FA et le poids Fg s'équilibrent.
Sitographie :
Les grands télescopes et les missions spatiales font évoluer notre connaissance du système solaire. De nouveaux corps sont découverts que nous classons selon une nomenclature de plus en plus précise. Ainsi, Pluton découverte en 1930, fut considérée comme la neuvième planète du système solaire, mais l'Union Astronomique Internationale déclassa Pluton en "planète naine" en 2006 faisant revenir le nombre de planètes de notre système solaire à huit. Un autre exemple est la découverte d'anneaux et même d'arcs autour de Neptune et Uranus.
Il existe vraisemblablement des milliards de systèmes stellaires comme le système solaire dans notre galaxie (la Voie Lactée) et dans d'autres galaxies.
Les proportions des planètes devant le Soleil ne sont pas respectées. Les distances et vitesses le sont.
Sélectionner une planète en cliquant sur son orbite. Cliquer puis faire glisser pour pivoter. Utiliser la molette (souris) ou faire un stretch avec vos deux doigts (tablette) pour zoomer.
]]>Tout objet massif dispose d'un centre de masse. Si la forme de l'objet est bizarre, ou s'il est hétérogène (constitué de matériaux de différentes densités), alors ce point peut être compliqué à trouver, mais il existe toujours.
Il est très intéressant de le localiser, car il sera possible d'étudier le mouvement ou l'équilibre de l'objet en appliquant les lois de la physique à cet unique point plutôt que tout l'objet.
Cette animation permet de tracer des formes à deux dimensions avec la souris ou le doigt. L'objet réalisé est supposé homogène (fait d'une seule matière). Le centre de masse est calculé automatiquement. Notons que si la forme est symétrique, le centre de masse est sur l'axe de symétrie. Si la forme est un cercle, le centre de masse est le centre du cercle. Si la forme n'est pas symétrique, le centre de masse est décalé du côté où il y a le plus de matière (plus de masse). Il est possible pour des formes creuses, ou concaves (comme un boomerang) que le centre de masse se retrouve en dehors de l'objet.
Ce point particulier prend tout son intérêt si on étudie l'équilibre de l'objet :
Les gymnastes, danseurs et danseuses excellent dans cette maîtrise de l'équilibre. Il en va de même avec les sculptures inuites des artistes de l'île de Baffin (Nord du Canada).
Remerciements :
Des objets très lourds peuvent flotter. Les bateaux sont de bons exemples. Un objet flotte si le poids de l'eau qu'il déplace compense son propre poids. Cette animation permet de visualiser comment le bateau s'enfonce dans l'eau pour déplacer plus d'eau et compenser sa surcharge. Sa ligne de flottaison s'enfonce pour déplacer une masse d'eau supplémentaire. C'est le principe d'Archimède qui s'énonce comme suit : « Un objet immergé dans un fluide subit une force verticale opposée à celle du poids du fluide déplacé ». Cette force, que l'on appelle parfois « poussée d'Archimède », est bien entendue dirigée du bas vers le haut, contrairement au poids qui est dirigé du haut vers le bas.
Il y a toutefois une limite. Dès que le bateau est totalement immergé, il ne peut pas déplacer plus d'eau et le bateau ne pourra plus compenser une augmentation de sa masse. Le bateau coule.
Le sous-marin est une autre application du principe d'Archimède. Vous pouvez simuler le fonctionnement d'un sous-marin avec l'animation eduMedia Sous-marin ou en savoir plus avec la vidéo sous-marin.
L'animation Iceberg est aussi une belle application de ce principe, en y ajoutant la notion d'équilibre.
]]>Construire une structure en pierres de grande taille est contraignant. Une grande dalle en pierre est lourde et elle se briserait sous son propre poids. Vous avez bien pensé à multiplier les piles entre chaque dalle, mais ce serait autant d’entraves à la navigation. Ce sont ces mêmes contraintes qui imposent de multiplier les colonnes pour la stabilité des temples comme le Parthénon d'Athènes ou le temple d'Apollon de Pompéi.
Pourquoi ne pas envisager une structure en arche ? Le pont Æmilius de Rome, construit en 179 av. J-C., est une prouesse d’ingénierie qui participe à sa manière à la gloire de Rome. Tous les grands projets intègrent maintenant des voûtes : que ce soit pour un palais, un aqueduc, une arène, une basilique, un pont ou des thermes, toutes les villes de l’empire se doivent d'intégrer des arches et des coupoles, notamment pour marquer les entrées de la ville et impressionner les visiteurs. On construira même d'immenses arcs de triomphe pour honorer les grandes victoires.
]]>Ce système est bien souvent assimilé avant même d’être parfaitement compris, et on ne se rend pas toujours compte de ce que représente chaque chiffre d’un nombre, surtout pour les très grands nombres.
Pour accompagner cette perception, une représentation proportionnelle en cubes est un bon outil car elle permet de construire et de comparer des objets dont la taille (ici le volume) reflète directement la taille de ce que représente chaque chiffre associé à son unité de numération.
La notation scientifique est un moyen de simplifier l'écriture des très grands nombres (mais aussi des très petits). Cela implique d'approximer le nombre avec un nombre de chiffres restreints : les chiffres significatifs.
Voir aussi le dossier 8 milliards d'habitants sur la Terre.
Remarque : Les proportions sont respectées dans les illustrations.
]]>Il est « de position » car la place d’un chiffre dans le nombre permet de l’associer à une unité de numération particulière (unité, dizaine, centaine…).
Il est « décimal » car chaque unité de numération est construite comme dix fois plus grande que la précédente.
Ainsi, il est possible d'écrire n’importe quel nombre à l’aide de seulement 10 chiffres (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9).
Ce système est bien souvent assimilé avant même d’être parfaitement compris, et on ne se rend pas toujours compte de ce que représente chaque chiffre d’un nombre, surtout pour les très grands nombres.
Pour accompagner cette perception, une représentation proportionnelle en cubes est un bon outil, car elle permet de construire et de comparer des objets dont la « taille » (ici le volume) reflète directement la taille de ce que représente chaque chiffre.
Cette animation permet de représenter tous les nombres strictement inférieurs à 100 000 000 000 (100 milliards). Certaines quantités deviennent vite négligeables devant d'autres. Cliquez sur un digit du nombre pour localiser la quantité qu'elle représente. Il est souvent difficile de se représenter d'énormes quantités. Ces grands nombres prennent plus de signification si on leur associe une grandeur et si on peut faire des comparaisons :
Voir aussi le dossier 8 milliards d'habitants sur la Terre.
Une animation similaire existe au niveau secondaire pour introduire la notation scientifique : Kilo Mega Giga.
]]>Cliquer puis faireglisser dans l'écran pour faire pivoter.
]]>Le nombre 12,67 se décompose de la façon suivante :
12,67 = 12 + 0,67
12 est la partie entière, et 0,67 est la partie décimale (ou fractionnaire puisqu'il est possible de l'écrire 67/100 - « soixante sept centièmes »)
La partie décimale est toujours plus petite que 1, car c'est une fraction de l'unité.
Cette animation permet de visualiser la valeur d'un chiffre en fonction de sa position dans le nombre, car les échelles sont respectées.
La notation scientifique est un moyen de simplifier l'écriture des très petits nombres (mais aussi des très grands - voir l'animation Kilo Méga Giga). Il est souvent pertinent d'approximer le nombre avec un nombre de chiffres retreints : les chiffres significatifs.
Remarque : les proportions sont respectées dans les illustrations.
]]>Cette animation permet de se représenter et de comparer des grandeurs jusqu'au milliard. Voir aussi le dossier 8 milliards d'habitants sur Terre.
]]>Il existe deux technologies de fibres optiques. Les fibres à saut d'indice et les fibres à gradient d'indice.
Selon l'angle du rayon incident et sa longueur d'onde, la lumière suit un trajet plus ou moins long. Si le signal transmis est une superposition de plusieurs rayons (multimode), la différence de trajet pour chacun des rayons cause une dispersion. La reconstitution du signal, quelques kilomètres plus loin, est entachée d'erreurs (distorsion du signal). Chaque technologie de fibre a ses avantages et ses inconvénients.
]]>L'aspect matériel, qui inclut les phases de fabrication et d'utilisation des équipements, participe grandement à ce bilan carbone, mais nos usages d'internet aussi. L'empreinte écologique de l'ensemble de nos emails est équivalente à celle de 7 millions de voitures supplémentaires en circulation (source CapGemini UK 2021). Alors que dire du streaming vidéo et des futurs projets de métavers ?
Nous sommes à l'aube d'une nouvelle prise de conscience écologique. Agir pour le climat nous oblige à repenser collectivement nos habitudes numériques.
Passer de la prise de conscience à l'action est autrement plus compliqué avec le numérique qu'avec le transport ou le chauffage des bâtiments, car la donnée numérique est par nature immatérielle. Nos abonnements à des contenus en ligne ne reflètent en rien ce coût environnemental. Pire, les fournisseurs d'accès internet et les éditeurs numériques communiquent sur des offres « illimitées » et placent des contenus dans des « nuages » véhiculant ainsi l'idée que la donnée ne pèse rien et ne vaut rien.
Cette animation permet de rendre concrète la donnée immatérielle, avec l'espoir de nous conscientiser sur l'impact bien tangible que fait peser notre vie numérique sur notre environnement.
]]>Le nombre 1,24 se décompose de la façon suivante :
1,24 = 1 + 0,24
1 est la partie entière, et 0,24 est la partie décimale (ou fractionnaire puisqu'il est possible de l'écrire 24/100 - vingt-quatre centièmes).
La partie décimale est toujours plus petite que 1, car c'est une fraction de l'unité.
Cette animation permet de visualiser la valeur d'un chiffre en fonction de sa position dans le nombre, car les échelles sont respectées.
1,24 peut être approximé au dixième par 1,2.
]]>La force est nulle quand l'élongation x est nulle, autrement dit quand le ressort est à sa longueur à vide l0 (l dans l'animation).
Cela signifie que plus le ressort est étiré ou compressé, plus la force qu'il exerce est grande. Cette loi est souvent utilisée pour mesurer des forces dans des expériences physiques et des instruments de mesure.
Robert Hooke est le physicien britannique qui a étudié cette force de rappel élastique (1678). Le terme élastique signifie ici qu'après déformation, le ressort reprend sa position de repos initiale. C'est d'ailleurs la signification du signe « - » de la formule mathématique. Il indique que la force de rappel F est à tout instant dirigée dans le sens inverse du déplacement, justement pour annuler la distorsion qui engendre la force. Il faut d'ailleurs souligner que cette élasticité a des limites. Dans la réalité, un ressort ne reprend jamais totalement sa forme initiale et la loi de Hooke n'est une bonne approximation que pour des déplacements petits devant la longueur à vide l0.
]]>L'étude d'un tel système nous enseigne qu'il n'existe que trois types de réponses à une telle impulsion (régimes transitoires) :
On pourrait imaginer que c'est ce dernier régime qu'il faut cibler. Pourtant, l'expérience montre qu'il est préférable de tolérer une petite oscillation et le réglage optimal s'avère être un régime pseudopériodique proche du régime critique.
Malgré tout le soin que nous pouvons apporter aux réglages des valeurs de k (constante de raideur) et c (coefficient d'amortissement), l'amortisseur ne pourra pas jouer son rôle pour toutes les fréquences d'excitation. Une autre étude s'impose. C'est l'étude du régime permanent sinusoïdal, aussi appelé « étude harmonique ». Elle permet notamment d'identifier la fréquence de résonance qui caractérise la fréquence pour laquelle l'amplitude des oscillations est la plus intense, au risque de briser l'amortisseur ou l'essieu.
]]>Cliquer sur l'interrupteur de la plaque chauffante.
]]>Attardons-nous sur deux propriétés fondamentales de ces particules : leur masse et leur charge électrique.
Les unités S.I [kg] et [C]oulomb pour la masse et la charge ne sont pas adaptées pour les particules élémentaires et les atomes. Les scientifiques préfèrent utiliser des valeurs réduites comme ci-dessous :
Merci à l'AIEA (Agence Internationale de l'Énergie Atomique) pour sa précieuse source d'information que constitue The IAEA's NUCLEUS information resource portal. Son API (Livechart Data Download API) fut d'une grande aide pour développer cette animation pédagogique.
Manipulation du simulateur :
Générer un atome à l'aide des boutons « particules ».
Cliquer sur la flèche pour ouvrir le tableau périodique de Mendeleïev.
Cliquer sur l'oeil pour effacer ou révéler les éléments du tableau. Chaque case, ligne et colonne du tableau est cliquable, tout comme les boutons « nombre de masse », « numéro atomique » et « neutralité ».
]]>Le programme de cette animation suit la règle de remplissage de Hund. Notez que certains éléments comme l'or font exception à cette règle.
Écriture abrégée de la configuration électronique : l’écriture de la configuration électronique d’un atome devient vite fastidieuse. Prenons l’exemple de l’atome de Zinc (Zn). Sa configuration est 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Il est usuel d’isoler dans cette écriture celle du gaz noble qui le précède dans le tableau, c'est-à-dire l’Argon (Ar). Ainsi, la configuration électronique de Zn s’écrit [Ar] 4s2 3d10, qui correspond à la configuration de l’argon complétée par 2 électrons dans l’orbitale s du niveau 4 (4s2) puis 10 électrons dans les orbitales d du niveau 3 (3d10).
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]]>Dans le noyau se trouvent également des neutrons. Deux atomes peuvent avoir le même nombre de protons (Z), mais pas le même nombre de neutrons (N). Le nombre de masse A d'un élément est le nombre de nucléons présents dans son noyau soit A = N + Z. Deux atomes ayant le même Z mais pas le même A sont des isotopes du même élément chimique.
Ex : les atomes de carbone que nous connaissons sont majoritairement des atomes avec 6 protons (Z = 6) et 6 neutrons (A = 12), mais il existe une très faible proportion de carbone avec 6 protons (Z = 6) et 8 neutrons (A = 14). Ce « carbone 14 » est un isotope du carbone.
Un atome est stable lorsque le nombre de neutrons est proche du nombre de protons. Si un trop grand écart survient, le noyau devient instable et il peut subir une ou plusieurs désintégrations radioactives afin de retrouver une stabilité.
Les cases noires de la carte des nucléides de l'animation représentent les atomes dont le noyau est stable. Toutes les autres cases colorées correspondent à des atomes dont le noyau est instable. Tout atome instable va se désintégrer en un nouvel atome plus stable. La chaîne de désintégration se termine sur une case noire quand le dernier atome transformé est stable.
La radioactivité est un phénomène naturel au cours duquel le noyau d’un atome instable se dégrade en un autre élément plus stable. Lors de cette désintégration, des particules et/ou des radiations hautement énergétiques sont émises. On parle aussi de rayonnements ionisants puisque ces radiations ont la capacité de créer des ions lorsqu'ils pénètrent la matière. Nous connaissons de nombreuses applications de ces rayonnements, que ce soit dans le domaine médical (médecine nucléaire), la datation, la production d'énergie, le domaine militaire.
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]]>Les éléments sont organisés dans le tableau périodique selon leur numéro atomique.
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