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thème_n°3_-_chapitre_1_-_activité_2_-_a_la_surface_du_soleil.

CORRIGÉ
🌍 Problématique
Pourquoi observe-t-on des températures différentes entre l’équateur et les pôles ?
👉 La cause principale est la variation de la puissance solaire reçue en fonction de la latitude.
1️⃣ Influence de la latitude sur la température
Les trois villes étudiées sont :
- Dakar (~14° N)
- Copenhague (~55° N)
- Nuuk (~64° N)
🔎 Températures maximales (lecture graphique)
- Dakar : ≈ 28 °C
- Copenhague : ≈ 17 °C
- Nuuk : ≈ 7 °C
✅ Conclusion :
Plus la latitude augmente (on se rapproche des pôles), plus la température maximale diminue.
2️⃣ Températures moyennes annuelles
📍 Dakar
Moyenne calculée à partir du tableau (page 1) :Tˉ≈25°C
📍 Copenhague
Moyenne graphique ≈ 8 °C
📍 Nuuk
Moyenne graphique ≈ –2 °C
✅ Conclusion :
Plus la latitude est élevée, plus la température moyenne annuelle est faible.
3️⃣ Rôle de l’angle des rayons solaires (Doc.2 et Doc.3)
À l’équinoxe de printemps :
- À l’équateur : rayons verticaux
- Aux latitudes élevées : rayons plus inclinés
Quand les rayons sont inclinés :
- L’énergie se répartit sur une surface plus grande
- Donc la puissance reçue par m² diminue
4️⃣ Formule de la puissance solaire reçue
La puissance reçue par m² dépend de l’angle d’incidence :PR=PE×cos(α)
avec :
- PE=1000W.m−2
- α = angle entre le rayon lumineux et la verticale
5️⃣ Calcul de la puissance reçue à l’équinoxe
Angles donnés (Doc.3) :
- Dakar (14°)
PR=1000×cos(14°)≈970W.m−2
- Copenhague (55°)
PR=1000×cos(55°)≈570W.m−2
- Nuuk (64°)
PR=1000×cos(64°)≈440W.m−2
🎯 Conclusion générale
✔ Plus la latitude augmente :
→ Les rayons solaires sont plus inclinés
→ L’énergie est répartie sur une surface plus grande
→ La puissance reçue par m² diminue
→ La température moyenne diminue
🌞 Conclusion scientifique finale
Les différences de température entre l’équateur et les pôles s’expliquent principalement par la variation de l’angle d’incidence des rayons solaires avec la latitude, ce qui modifie la puissance solaire reçue par mètre carré.
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Révisions collége
Série d’exercices – Diagnostic / Révisions
Objectifs : fractions (\(+\), \(−\), \(×\), \(÷\)), signes, calcul littéral (réduire, distributivité, double distributivité), factoriser.
Nom : ____________________ Date : ____ / ____ / ______ Durée : 1h
1) Nombres relatifs
Série 1 : Calculs simples
- \((+4) + (-7)\)
- \((-5) – (+3)\)
- \(-(-8) + (-2)\)
Série 2 : Avec parenthèses
- \(-(-3 – 4)\)
- \((-6) – (-9) + (-2)\)
- \(-[(-5) + 7]\)
Série 3 : Multiplications
- \((-4)\times(-3)\)
- \((-7)\times 5\)
- \(-2\times(-6)\)
2) Réduire (calcul littéral simple)
- \(3x + 5x\)
- \(7x – 2x\)
- \(-4x + 9x\)
- \(2x + 3 + 5x – 4\)
- \(-6x + 2 – 3x + 8\)
- \(9x – 4 + 2 – x\)
- \(3x^2 + 5x^2\)
- \(7x^2 – 2x^2 + x^2\)
- \(-4x^2 + 9x^2 – x^2\)
3) Distributivité simple
- \(3(x + 4)\)
- \(-2(x – 5)\)
- \(5(2x + 3)\)
- \(-4(3x – 2)\)
- \(x(2x – 7)\)
- \(-3x(4 – x)\)
4) Double distributivité (développer et réduire)
- \((x + 3)(x + 2)\)
- \((2x – 5)(x + 4)\)
- \((3x – 2)(2x + 1)\)
- \((x – 7)(x – 3)\)
- \((-x + 4)(2x – 3)\)
- \((5x + 1)(-2x + 3)\)
5) Fractions – Addition / Soustraction
- \(\frac{1}{3} + \frac{1}{6}\)
- \(\frac{5}{8} – \frac{1}{4}\)
- \(\frac{7}{10} + \frac{3}{5}\)
- \(\frac{2}{7} – \frac{3}{14}\)
- \(\frac{9}{4} – 1\)
- \(2 + \frac{3}{5}\)
6) Fractions – Multiplication
- \(\frac{2}{3}\times\frac{5}{4}\)
- \(\frac{7}{9}\times\frac{3}{5}\)
- \(\frac{4}{11}\times\frac{22}{3}\)
- \(\frac{5}{6}\times 3\)
- \(\frac{8}{15}\times\frac{9}{4}\)
- \(\frac{12}{7}\times\frac{14}{3}\)
7) Fractions – Division
- \(\frac{3}{4}\div\frac{2}{5}\)
- \(\frac{7}{8}\div\frac{14}{3}\)
- \(\frac{9}{10}\div\frac{3}{5}\)
- \(2\div\frac{5}{6}\)
- \(\frac{11}{3}\div\frac{22}{9}\)
- \(\frac{4}{7}\div 2\)
8) Factoriser (simple)
Consigne : mettre le facteur commun en évidence.
- \(4x + 8\)
- \(6x^2 + 9x\)
- \(12x – 3x^2\)
- \(10x^2 – 5x\)
- \(14x + 21\)
- \(8x^2 – 16x\)
9) Factoriser (facteur commun) – niveau “complexe”
Consigne : repérer le facteur commun puis factoriser.
- \((2x + 1)(x + 3) + (x + 3)(4x – 2)\)
- \(3x(2x – 5) + 7(2x – 5)\)
- \((x – 4)(3x + 2) – (x – 4)(x – 1)\)
10) Mélange complet (niveau contrôle)
- \(2(x + 3) – 3(2x – 1)\)
- \(\frac{1}{2}(x + 4) – \frac{3}{4}x\)
- \((2x – 1)(x + 2) + (x + 2)(3x + 4)\)
- \(\frac{3}{5} + \frac{2}{3}\times\frac{9}{4}\)
- \((x + 1)^2\)
- \((x – 3)^2\)
Auto-évaluation : Fractions ☐ / Signes ☐ / Développer ☐ / Factoriser ☐
Remarque : _________________________________________________
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Recherche (libellé)ROME parent (optionnel)ClassificationEmploi cadrePage: 1 / 1 -
HABITAT: Chapitre 1 : Energie et puissance électrique
HABITATChapitre 1 — Énergie et puissance électrique
1ère STI2D • Sciences Physiques
Notions / contenus
- Gestion de l’énergie dans l’habitat
- Énergie, puissance, conservation, rendement
Capacités attendues
- Citer différentes formes d’énergie présentes dans l’habitat
- Exploiter la relation puissance–énergie
- Donner des ordres de grandeur des puissances utilisées
I) L’énergie \(E\)
I-1 Définition
L’énergie est la capacité d’un système à produire un travail (mouvement), de la lumière ou de la chaleur. C’est une grandeur physique qui caractérise l’état d’un système.
Unité légale : \(E\) et \(W\) en joule : \(J\)
Repère : \(1\,W \cdot s = 1\,J\)
Unités d’énergie (selon l’usage)
Unité Équivalence (en J) Usage kWh (kilowattheure) \(1\,kWh = 3{,}6 \times 10^6\,J\) Énergie domestique / facturation tep (tonne équivalent pétrole) \(1\,tep = 4{,}2 \times 10^{10}\,J\) Économie / bilans énergétiques eV (électronvolt) \(1\,eV = 1{,}6 \times 10^{-19}\,J\) Physique atomique cal (calorie) \(1\,cal = 4{,}18\,J\) Diététique I-2 Différentes formes d’énergie (dans l’habitat)
- Énergie cinétique (augmente avec la vitesse et la masse)
- Énergie potentielle de pesanteur (augmente avec l’altitude et la masse)
- Énergie chimique (réactifs → chaleur, etc.)
- Énergie thermique (chauffage)
- Énergie électrique (appareils domestiques)
- Énergie lumineuse (lampes)
- Nucléaire → électrique (centrales)
II) La puissance \(P\)
II-1 Définition
La puissance échangée est le rapport de l’énergie échangée par la durée de l’échange :
\[ P = \frac{E}{\Delta t} \]
Unités : \(P\) en \(W\), \(E\) en \(J\), \(\Delta t\) en \(s\).
Relation équivalente : \[ E = P \cdot \Delta t \]
Dans l’habitat, l’énergie est souvent en kWh. Exemple : \(1\,kWh = 3{,}6 \times 10^6\,J\).
Exercice 1 — HaltérophilesDeux haltérophiles fournissent la même énergie \(E = 2\,kJ\) en soulevant une masse \(m = 100\,kg\) sur \(2\,m\). Le premier met \(t_1=1\,s\), le second \(t_2=1{,}5\,s\). Calculer \(P_1\) et \(P_2\) puis comparer.
Conclusion : à énergie égale, plus la durée est faible, plus la puissance est grande.
Exercice 2 — Lave-lingeUn lave-linge nécessite \(P = 3000\,W\) pendant \(t = 2\,h\). Calculer l’énergie consommée en \(kWh\) puis en joules. S’il est utilisé 100 fois/an et que le prix est 13 centimes par \(kWh\), calculer le coût annuel.
II-2 Ordres de grandeur (puissance des appareils)
Appareil Puissance typique Frigo 150–350 W Lave-vaisselle ≈ 1200 W Cafetière 500–1000 W Hotte 70–150 W Four à micro-ondes 1000–1500 W Four électrique 2000–2500 W TV 90–350 W Éclairage 10–25 W Lampe halogène ≈ 300 W Console de jeux 20–180 W Sèche-linge 2500–3000 W Lave-linge 2500–3000 W Fer à repasser 750–1100 W Aspirateur 650–800 W PC de bureau 70–120 W Téléphone portable 5–10 W Radio-réveil 5–10 W Rasoir électrique 8–12 W Chauffage d’appoint 1000–2000 W Sèche-cheveux 300–600 W Exercice 3 — ConsoleCalculer l’énergie dépensée en \(kWh\) par an pour une console de puissance \(P = 180\,W\) utilisée 1 heure par jour.
III) Conservation de l’énergie et rendement
III-1 Conservation
Énergie absorbée = énergie utile + énergie perdue :
\[ E_a = E_u + E_p \]
On peut aussi écrire la conservation des puissances :
\[ P_a = P_u + P_p \]
En général, l’énergie perdue est souvent sous forme de chaleur.
Exercice — Bilan d’énergieDessiner le schéma du bilan d’énergie pour : lampe électrique, lave-vaisselle, chaudière au fioul, ordinateur. Indiquer l’énergie reçue, l’énergie utile, l’énergie perdue et écrire l’équation de conservation.
III-2 Rendement d’un appareil
Le rendement est le rapport « utile / absorbé » :
\[ r = \frac{P_u}{P_a} = \frac{E_u}{E_a} \]
Le rendement est sans unité (rapport de grandeurs de même unité).
Exercice — ChaudièreUne chaudière fournit \(P_u = 100\,kW\) mais reçoit \(P_a = 108\,kW\) (pertes). 1) Donner \(P_u\), \(P_a\), \(P_p\). 2) Calculer \(r\).
flowchart TB A["Energie recue
ELECTRIQUE"] --> B["CONVERTISSEUR
LAMPE"] B --> C["Energie utile
LUMINEUSE"] B --> D["Energie perdue
THERMIQUE"] E["Conservation : Ea = Eu + Ep"]:::eq B --- E


