PHYSIQUE
Niveau : Terminale C — SCIENCES MATHÉMATIQUES
Curriculum Officiel – Approche par Compétences (APC) – MINEDUB / MINESEC Cameroun.
PRÉLIMINAIRES
I. La Physique Experimentale et Théorique au Cœur de l’Émergence Technique
II. Maîtrise des Lois de la Dynamique, des Champs et des Interactions Quantiques
III. Validation Opérationnelle des Principes Physiques sur les Grands Chantiers des Dix Régions
Chapitre I. Dynamique Newtonienne et Mouvements dans les Champs de Force
I.1. Trajectoire des Projectiles et Balistique lors des Travaux de Terrassement à Yaoundé
Le concassage des roches pour la construction des infrastructures routières de la capitale entraîne la projection de fragments rocheux à des vitesses initiales calculables. La décomposition du mouvement dans un champ de pesanteur uniforme détermine la portée exacte et la flèche maximale de la trajectoire. L’apprenant établit les équations horaires du mouvement à partir des conditions initiales de tir. L’enseignant guide l’intégration vectorielle de l’accélération constante pour amener l’élève à déterminer l’équation cartographique de la parabole de sécurité.
I.2. Mouvement des Satellites d’Observation et Cartographie du Bassin du Congo
Le suivi environnemental du couvert forestier de la région de l’Est exige l’utilisation de satellites géostationnaires positionnés en orbite circulaire exacte. La force d’attraction gravitationnelle centripète impose une relation stricte entre la période de révolution du satellite et son altitude. L’apprenant applique la troisième loi de Kepler pour calculer le rayon orbital requis. Le maître fait établir la loi de la gravitation universelle de Newton afin de valider la vitesse d’injections orbitale minimale de l’engin.
I.3. Mouvement des Particules Chargées dans le Détecteur de la Sonara à Limbe
L’analyse spectroscopique des composants du pétrole brut à la raffinerie de Limbe requiert la déviation contrôlée des ions par un champ magnétique uniforme. La force de Lorentz impose une trajectoire circulaire dont le rayon dépend directement de la masse et de la charge de la particule. L’apprenant calcule le rayon de courbure du faisceau d’ions dans la chambre de déviation. Le maître fait appliquer la deuxième loi de Newton au mouvement d’une particule chargée pour faire maîtriser le calcul de la masse molaire atomique par spectrographie.
Chapitre II. Électromagnétisme et Production d’Énergie Hydroélectrique
II.1. Induction Électromagnétique dans les Alternateurs de Memve’ele
La conversion de l’énergie hydraulique du fleuve Ntem en énergie électrique repose sur la variation temporelle du flux magnétique à travers les bobines du stator. La loi de Faraday-Lenz quantifie la force électromotrice induite s’opposant à la cause qui lui donne naissance. L’apprenant calcule la valeur efficace de la tension sinusoïdale générée par la centrale hydroélectrique. L’enseignant explicite le principe du flux d’un champ magnétique variable pour faire calculer la fem induite instantanée dans une spire.
II.2. Auto-Induction et Stabilité des Lignes HT à High Voltage entre Edéa et Douala
Les variations brutales de courant lors de l’enclenchement des fours industriels d’ALUCAM déclenchent un phénomène d’auto-induction dans les inductances de ligne. L’énergie emmagasinée dans le champ magnétique de la bobine génère des surtensions qu’il convient d’amortir. L’apprenant calcule la constante de temps d’un circuit RL soumis à un échelon de tension. Le maître supervise l’établissement de l’équation différentielle du circuit pour amener l’élève à tracer la courbe d’établissement du courant électrique.
II.3. Oscillations Électriques Libres dans les Émetteurs Télécom de Buea
La transmission des signaux hertziens par le relais du Mont Cameroun utilise des circuits oscillants LC pour sélectionner les fréquences d’émission. Le transfert périodique d’énergie entre le condensateur et l’inductance définit la période propre de l’onde porteuse. L’apprenant applique la conservation de l’énergie totale pour déterminer la fréquence de résonance du circuit. Le maître fait résoudre l’équation différentielle du second ordre du circuit LC pour faire déduire la formule de Thomson de la période propre.
Chapitre III. Phénomènes Ondulatoires et Applications Acoustiques
III.1. Propagation des Ondes Mecaniques à la Surface de l’Océan à Kribi
Les houles maritimes frappant la jetée du port en eau profonde de Kribi constituent des ondes mécaniques progressives transversales. La mesure de la distance entre deux crêtes consécutives fournit la longueur d’onde spatiale en fonction de la fréquence des marées. L’apprenant calcule la vitesse de propagation de la déformation en milieu fluide. L’enseignant fait mesurer la période temporelle du signal pour faire maîtriser la relation fondamentale
𝜆
=
𝑣
⋅
𝑇
λ=v⋅T.
III.2. Diffraction et Interférences Lumineuses dans l’Expertise Bois à Bafoussam
Le contrôle de qualité des microstructures du bois d’œuvre de l’Ouest s’effectue par l’analyse des figures de diffraction obtenues avec un laser. Le passage de la lumière monochromatique à travers une fente fine étale le faisceau et révèle la nature ondulatoire du rayonnement. L’apprenant mesure la largeur de la tache centrale pour calculer la dimension du micro-défaut. Le maître guide la formule de l’écart angulaire
𝜃
=
𝜆
/
𝑎
θ=λ/a pour amener l’élève à déterminer le diamètre de petits obstacles physiques.
III.3. Dispositif des Trous d’Young et Mesure de Longueur d’Onde
La superposition de deux faisceaux lumineux issus d’une même source crée une figure d’interférences caractérisée par des franges sombres et brillantes régulières. La mesure de l’interfrange sur un écran fixe détermine la longueur d’onde de la source lumineuse avec une haute précision. L’apprenant calcule la différence de marche en un point du champ d’interférence. Le maître fait établir la relation
𝑖
=
𝜆
𝐷
/
𝑎
i=λD/a pour faire consolider le calcul de la position des franges d’égale intensité.
Chapitre IV. Physique Quantique et Énergie Nucléaire
IV.1. Effet Photoélectrique dans les Centrales Solaire de Garoua
L’électrification rurale dans les régions septentrionales s’appuie sur la conversion directe des photons solaires en courant continu par effet photoélectrique. L’extraction d’un électron hors du métal exige une énergie lumineuse supérieure au travail d’extraction caractéristique du matériau. L’apprenant calcule la fréquence seuil et l’énergie cinétique maximale des photoélectrons émis. L’enseignant applique la relation d’Einstein
𝐸
=
ℎ
𝜈
E=hν pour faire déterminer le potentiel d’arrêt de la cellule photoélectrique.
IV.2. Transitions Atomiques et Spectre d’Émission du Gaz de Logbaba
L’analyse de la combustion du gaz naturel extrait à Douala repose sur la détection des raies d’émission atomiques spécifiques émises par les molécules excitées. La quantification des niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène explique la discrétisation des longueurs d’onde absorbées ou émises. L’apprenant calcule l’énergie du photon émis lors du saut d’un électron entre deux orbites. Le maître fait utiliser le modèle de Bohr pour faire calculer les longueurs d’onde des séries spectrales de l’atome d’hydrogène.
IV.3. Décroissance Radioactive et Datation des Sols Argileux de Maroua
La caractérisation géologique des couches sédimentaires du bassin du Diamaré utilise la mesure de l’activité radioactive des isotopes de l’uranium et du thorium. La loi de décroissance radioactive décrit la désintégration continue des noyaux instables en fonction de la demi-vie du nucléide. L’apprenant calcule l’âge de l’échantillon géologique à partir du rapport de population d’isotopes. Le maître fait établir la relation
𝑁
(
𝑡
)
=
𝑁
0
𝑒
−
𝜆
𝑡
N(t)=N
0
e
−λt
pour faire maîtriser le calcul de la constante radioactive et de la période radioactive.
ANNEXES
A. Table des Constantes Physiques Universelles et Unités du Système International
B. Formulaire Rétroactif de Mécanique, Électromagnétisme et Physique Quantique
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