La physique-chimie au brevet peut sembler difficile parce qu’elle demande de mobiliser plusieurs compétences à la fois : comprendre un document, choisir une formule, effectuer un calcul, interpréter un résultat et rédiger une réponse claire. Pourtant, avec une fiche de révision bien organisée, il est possible de revoir l’essentiel sans se perdre dans des pages de cours.
L’objectif n’est pas d’apprendre toutes les leçons par cœur. Il faut surtout retenir les notions importantes, les unités, les formules et les méthodes de résolution. Cette fiche rassemble les points à connaître pour réviser efficacement la physique-chimie en classe de troisième.
Comment utiliser cette fiche de révision ?
Avant de commencer, prévoyez un cahier ou des feuilles pour refaire les exercices. Lire une formule ne suffit pas : il faut savoir l’utiliser dans une situation concrète. Pour chaque notion, adoptez une méthode en trois temps :
- relire la définition et comprendre le vocabulaire ;
- mémoriser la formule et les unités associées ;
- refaire un exercice sans regarder la correction.
Vous pouvez aussi créer des fiches séparées : une pour les grandeurs et les unités, une pour l’électricité, une pour les mouvements, une pour la chimie et une dernière pour les signaux. Une fiche trop chargée devient rapidement difficile à relire, surtout la veille de l’épreuve.
Les grandeurs, les unités et les conversions
En physique-chimie, une erreur de conversion peut rendre un calcul faux, même si le raisonnement est correct. Il est donc essentiel de vérifier les unités avant chaque opération.
Les principales unités à connaître sont notamment :
- la longueur : mètre (m), centimètre (cm), kilomètre (km) ;
- la durée : seconde (s), minute (min), heure (h) ;
- la masse : kilogramme (kg), gramme (g) ;
- le volume : litre (L), millilitre (mL), mètre cube (m3) ;
- la température : degré Celsius (°C) ou kelvin (K) selon le contexte ;
- la vitesse : mètre par seconde (m/s) ou kilomètre par heure (km/h) ;
- l’énergie : joule (J) ou kilowattheure (kWh) ;
- la puissance : watt (W) ;
- la tension électrique : volt (V) ;
- l’intensité électrique : ampère (A) ;
- la résistance électrique : ohm (Ω).
Quelques conversions doivent être connues :
- 1 km = 1 000 m ;
- 1 h = 3 600 s ;
- 1 L = 1 000 mL ;
- 1 kg = 1 000 g ;
- 1 kW = 1 000 W ;
- 1 kWh = 3 600 000 J.
Pour convertir une vitesse, rappelez-vous que 1 m/s correspond à 3,6 km/h. Pour passer des mètres par seconde aux kilomètres par heure, on multiplie par 3,6. Dans l’autre sens, on divise par 3,6.
Exemple : une voiture roule à 72 km/h. Sa vitesse en m/s est : 72 ÷ 3,6 = 20 m/s.
Les mouvements et la vitesse
Pour décrire un mouvement, il faut observer la trajectoire et l’évolution de la vitesse. La trajectoire peut être :
- rectiligne, lorsque l’objet se déplace en ligne droite ;
- circulaire, lorsqu’il suit un cercle ;
- curviligne, lorsque le chemin est une courbe.
Un mouvement est uniforme lorsque la vitesse reste constante. Il est accéléré lorsque la vitesse augmente et ralenti lorsque la vitesse diminue.
La formule de la vitesse moyenne est :
v = d ÷ t
Dans cette formule, v représente la vitesse, d la distance parcourue et t la durée du trajet. On peut également utiliser :
- d = v × t ;
- t = d ÷ v.
Exemple : un cycliste parcourt 30 km en 2 heures. Sa vitesse moyenne est de 30 ÷ 2 = 15 km/h.
Attention : une vitesse moyenne ne signifie pas que le cycliste a roulé à 15 km/h pendant tout le trajet. Il a pu accélérer, ralentir ou s’arrêter.
Les forces et les interactions
Une force peut modifier le mouvement d’un objet ou le déformer. Elle peut être exercée par contact, comme une main qui pousse une caisse, ou à distance, comme l’attraction exercée par la Terre.
Pour représenter une force, on utilise une flèche. Cette flèche indique :
- le point d’application ;
- la direction ;
- le sens ;
- la valeur de la force.
Le poids d’un objet est la force exercée par un astre, généralement la Terre, sur cet objet. Il se mesure en newtons (N). La masse se mesure en kilogrammes (kg).
La relation entre le poids et la masse est :
P = m × g
P est le poids en newtons, m la masse en kilogrammes et g l’intensité de la pesanteur. Sur Terre, on utilise souvent g = 9,8 N/kg ou une valeur arrondie à 10 N/kg.
Exemple : pour un objet de 2 kg, avec g = 10 N/kg, le poids est P = 2 × 10 = 20 N.
Ne confondez pas masse et poids. La masse d’un objet reste la même sur la Terre ou sur la Lune, tandis que son poids dépend de l’intensité de la pesanteur.
L’électricité : les notions indispensables
Dans un circuit électrique, le courant circule uniquement si le circuit est fermé. Un interrupteur ouvert empêche le passage du courant. Un interrupteur fermé permet au courant de circuler.
Les dipôles les plus fréquents sont la pile ou le générateur, la lampe, le moteur, la résistance et l’interrupteur. Un circuit peut être représenté avec des symboles normalisés. Il faut apprendre à les reconnaître et à les utiliser.
La tension électrique se mesure avec un voltmètre. Celui-ci se branche en dérivation aux bornes du dipôle. L’intensité du courant se mesure avec un ampèremètre, branché en série dans le circuit.
Dans un circuit en série :
- l’intensité est la même en tout point ;
- la tension du générateur est égale à la somme des tensions des récepteurs.
Dans un circuit en dérivation :
- la tension est la même aux bornes des branches ;
- l’intensité dans la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées.
La loi d’Ohm relie la tension, la résistance et l’intensité :
U = R × I
U est la tension en volts, R la résistance en ohms et I l’intensité en ampères.
On peut retrouver les deux autres relations :
- R = U ÷ I ;
- I = U ÷ R.
Exemple : une résistance de 100 Ω est parcourue par un courant de 0,2 A. La tension à ses bornes est U = 100 × 0,2 = 20 V.
Lors d’un exercice, vérifiez toujours si les valeurs sont exprimées dans les bonnes unités. Une intensité donnée en milliampères doit être convertie en ampères : 200 mA = 0,200 A.
Puissance et énergie électriques
La puissance électrique indique la rapidité avec laquelle un appareil consomme ou transforme de l’énergie. Elle se mesure en watts (W).
La relation principale est :
P = U × I
P est la puissance en watts, U la tension en volts et I l’intensité en ampères.
L’énergie consommée dépend de la puissance et de la durée d’utilisation :
E = P × t
Si la puissance est exprimée en watts et la durée en secondes, l’énergie est obtenue en joules. Si la puissance est exprimée en kilowatts et la durée en heures, l’énergie est obtenue en kilowattheures.
Exemple : un appareil de 2 000 W fonctionne pendant 30 minutes. Sa puissance est de 2 kW et la durée de 0,5 h. L’énergie consommée est donc E = 2 × 0,5 = 1 kWh.
Cette notion permet aussi de comprendre une facture d’électricité ou de comparer la consommation de plusieurs appareils. Un appareil très puissant utilisé peu de temps peut consommer autant qu’un appareil moins puissant utilisé pendant plusieurs heures.
Les circuits et la sécurité électrique
Le courant électrique peut être dangereux. Il ne faut jamais manipuler une installation électrique avec les mains mouillées ni utiliser un appareil dont le câble est endommagé.
Les dispositifs de sécurité ont plusieurs rôles :
- le fusible fond lorsque l’intensité devient trop importante ;
- le disjoncteur coupe le courant en cas de problème ;
- la prise de terre protège les utilisateurs contre certaines fuites de courant.
Dans un exercice, soyez attentif aux situations de court-circuit. Un court-circuit se produit lorsque les bornes d’un générateur sont reliées directement par un conducteur. L’intensité peut alors devenir très élevée et provoquer un échauffement.
Les transformations chimiques
Une transformation chimique se produit lorsque des espèces chimiques disparaissent et que de nouvelles espèces apparaissent. Les substances présentes au départ sont les réactifs. Les substances formées sont les produits.
Quelques indices peuvent signaler une transformation chimique :
- un changement de couleur ;
- la formation d’un gaz ;
- l’apparition d’un précipité ;
- une variation de température ;
- une émission de lumière.
Il ne faut pas confondre transformation physique et transformation chimique. Lorsque la glace fond, l’eau change d’état mais reste de l’eau : il s’agit d’une transformation physique. Lorsque du fer rouille, une nouvelle substance se forme : il s’agit d’une transformation chimique.
Lors d’une transformation chimique, les atomes sont réorganisés. Ils ne disparaissent pas et ne sont pas créés. C’est pourquoi une équation chimique doit respecter la conservation des éléments.
Par exemple, la combustion du carbone dans le dioxygène peut s’écrire :
carbone + dioxygène → dioxyde de carbone
Le dioxygène est souvent nécessaire à une combustion. Une combustion complète d’un matériau organique produit généralement du dioxyde de carbone et de l’eau. Une combustion incomplète peut produire du monoxyde de carbone, un gaz très dangereux, car il est invisible et inodore.
Le pH et les solutions
Le pH permet de savoir si une solution est acide, neutre ou basique. Il est compris entre 0 et 14 dans les situations étudiées au collège.
- si le pH est inférieur à 7, la solution est acide ;
- si le pH est égal à 7, la solution est neutre ;
- si le pH est supérieur à 7, la solution est basique.
Plus le pH est faible, plus la solution est acide. Plus le pH est élevé, plus elle est basique. Le jus de citron, par exemple, est acide. L’eau pure est neutre. Certains produits ménagers sont basiques.
Le pH peut être mesuré avec du papier indicateur ou un appareil appelé pH-mètre. Lors d’une dilution, on ajoute de l’eau à une solution. Une solution acide devient généralement moins acide et son pH se rapproche de 7. Une solution basique devient généralement moins basique.
Les produits acides et basiques peuvent être irritants ou corrosifs. Les pictogrammes de danger doivent être lus avant toute manipulation. Au laboratoire, le port de lunettes et le respect des consignes sont indispensables.
Les signaux et la lumière
Un signal permet de transmettre une information. Il peut être sonore, lumineux ou électrique. La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent et homogène.
La vitesse de la lumière dans le vide est très grande : environ 300 000 km/s. Dans les exercices du brevet, on peut utiliser cette valeur pour calculer une distance ou une durée.
La relation est :
d = v × t
Un son, quant à lui, a besoin d’un milieu matériel pour se propager. Il ne se propage pas dans le vide. Sa vitesse dépend du milieu traversé. Dans l’air, elle est d’environ 340 m/s.
La fréquence d’un son s’exprime en hertz (Hz). Elle permet de distinguer les sons graves et aigus :
- une faible fréquence correspond à un son grave ;
- une fréquence élevée correspond à un son aigu.
Le niveau sonore se mesure en décibels (dB). Un niveau sonore élevé peut endommager l’audition, surtout en cas d’exposition prolongée.
La méthode pour réussir un exercice au brevet
Face à un exercice, ne vous précipitez pas sur la calculatrice. Commencez par lire toutes les informations et la question posée. Une méthode simple peut vous aider :
- relever les données utiles ;
- identifier la grandeur recherchée ;
- écrire la formule littérale ;
- convertir les unités si nécessaire ;
- remplacer les lettres par les valeurs ;
- effectuer le calcul ;
- rédiger une phrase avec l’unité.
Exemple de présentation :
On cherche la vitesse. La relation utilisée est v = d ÷ t. Avec d = 150 m et t = 30 s, on obtient v = 150 ÷ 30 = 5 m/s. La vitesse du coureur est donc de 5 m/s.
Cette présentation permet au correcteur de suivre votre raisonnement. Même si le résultat final est incorrect à cause d’une erreur de calcul, une formule juste et une démarche claire peuvent être prises en compte.
Les erreurs fréquentes à éviter
- confondre masse et poids ;
- oublier de convertir les minutes en secondes ;
- utiliser une formule sans vérifier les unités ;
- donner un résultat sans unité ;
- confondre tension et intensité ;
- brancher mentalement un voltmètre en série au lieu de le placer en dérivation ;
- affirmer qu’une substance a disparu lors d’une transformation chimique ;
- recopier une valeur du document sans répondre précisément à la question.
Un planning de révision simple
Pour éviter de tout revoir la veille, répartissez les révisions sur plusieurs jours. Vous pouvez consacrer une séance aux conversions et aux mouvements, une autre à l’électricité, puis une séance à la chimie et aux transformations. Terminez par les signaux, les exercices et les sujets de brevet.
À chaque séance, prévoyez environ vingt minutes de cours et trente minutes d’exercices. Notez les erreurs dans une petite liste. Cette liste sera plus utile qu’une nouvelle lecture complète du manuel, car elle correspond à vos difficultés personnelles.
La veille de l’épreuve, relisez les formules, les unités et les méthodes. Évitez de découvrir un nouveau chapitre au dernier moment. Préparez votre matériel, dormez suffisamment et gardez en tête qu’un exercice de physique-chimie se résout étape par étape. Même une question qui paraît longue contient souvent plusieurs indices pour vous guider.
