Objectifs

• Expliquer pourquoi les sciences physiques sont des sciences expérimentales.
• Reconnaître et nommer le matériel courant du laboratoire.
• Appliquer les règles de sécurité et lire les pictogrammes de danger.
• Rendre une mesure fiable : répéter, calculer une moyenne, utiliser un témoin.
• Présenter une expérience dans un compte rendu.

1. Une science qui se vérifie par l'expérience

Une science expérimentale est une science dans laquelle une idée n'est acceptée que si elle est vérifiée par des expériences que d'autres personnes peuvent refaire et obtenir le même résultat. La physique et la chimie sont des sciences expérimentales.

Une expérience ne vaut que si elle est faite avec le bon matériel, en sécurité et avec des mesures fiables : c'est l'objet de ce cours.

2. Le matériel courant du laboratoire

Le montage de filtration

Pour séparer l'eau boueuse d'une mare de la terre qu'elle contient, on réalise une filtration. Le liquide clair recueilli s'appelle le filtrat. Retrouve les noms des parties du montage :

3. La sécurité au laboratoire

Les pictogrammes de danger les plus courants

Les règles à respecter

• Porter une blouse en coton et des lunettes de protection ; attacher les cheveux longs.
• Ne jamais goûter un produit, ne jamais manger ni boire au laboratoire.
• Ne jamais sentir un produit en mettant le nez dessus : on rabat l'odeur vers soi avec la main.
• Chauffer un tube à essais incliné, tenu avec une pince en bois, l'ouverture tournée vers un endroit où il n'y a personne.
• Lire l'étiquette avant d'utiliser un produit et suivre les consignes du professeur.
• Ranger et nettoyer son poste ; jeter les produits là où le professeur l'indique, pas forcément dans l'évier.

Exemple résolu 1 : Kofi chauffe un tube

Kofi tient un tube à essais à la main, bien droit, l'ouverture dirigée vers son camarade, et le chauffe sans lunettes. Relève ses erreurs et corrige-les.

4. Des mesures fiables

Toute mesure comporte une petite erreur (réflexe, lecture, instrument). Pour obtenir un résultat fiable :

• on répète la mesure plusieurs fois dans les mêmes conditions ;
• on calcule la moyenne des valeurs ;
• on ne change qu'un seul facteur à la fois et on compare avec une expérience témoin, dans laquelle ce facteur n'est pas modifié.

Exemple résolu 2 : le sucre de Seydou

Seydou mesure trois fois la durée de dissolution d'un morceau de sucre dans 100 mL d'eau chaude : \(42\ \text{s}\), \(45\ \text{s}\) et \(39\ \text{s}\). Dans 100 mL d'eau froide (témoin), il trouve en moyenne \(130\ \text{s}\). Calcule la moyenne dans l'eau chaude et conclus.

Présenter une expérience : le compte rendu

Pour que d'autres puissent refaire l'expérience, on la décrit dans un compte rendu, toujours dans le même ordre :

flowchart LR
A[Titre et but] --> B[Matériel]
B --> C[Protocole]
C --> D[Schéma]
D --> E[Observations et mesures]
E --> F[Conclusion]

Erreurs fréquentes

• Conclure à partir d'une seule mesure.
• Changer plusieurs facteurs à la fois (eau chaude ET plus de sucre) : on ne sait plus lequel agit.
• Oublier l'expérience témoin, qui sert de point de comparaison.
• Mesurer un volume avec un bécher au lieu d'une éprouvette graduée.
• Confondre observation (« le sucre a disparu ») et conclusion (« le sucre se dissout plus vite à chaud »).

Récapitulatif

Les sciences physiques sont expérimentales : une idée est acceptée quand une expérience reproductible la confirme. Pour bien expérimenter, on choisit le matériel adapté (éprouvette pour mesurer, entonnoir et filtre pour filtrer…), on respecte les règles de sécurité et les pictogrammes, on répète les mesures, on calcule une moyenne, on ne change qu'un facteur à la fois face à un témoin, et on rédige un compte rendu clair.