Chapitres
Plusieurs étapes sont nécessaires à la bonne rédaction d'un compte-rendu d'expérience. Tout d'abord, il faut bien comprendre et bien réaliser l'expérience. En effet, pour avoir de bons résultats, il est important d'avoir de bonnes données.
Dans cet article nous allons voir en détail comment bien réaliser l'expérience puis ensuite bien traduire les résultats.
Ecrire le protocole
Tout d'abord, il faut commencer à réfléchir au cheminement de votre TP. En effet, il faut que vous sachiez où vous voulez aller et ce que vous avez à démontrer pour commencer à envisager les moyens à utiliser. C'est ce que l'on appelle la rédaction de votre protocole expérimental.
C'est votre plan de travail. Au brouillon, notez vos idées. Reprenez-les une par une et pensez à la façon dont vous comptez mettre en œuvre et réaliser l'expérience.
- Cette expérience répond-t-elle à la question posée dans l'énoncé ? ;
- Suis-je en mesure d'effectuer cette expérience ? ;
- Ai-je les connaissances nécessaires pour interpréter les résultats de mon expérience ?
Une fois cette check-list validée, vous pouvez rédiger au propre votre protocole expérimental.
Pour cela, écrivez proprement et lisiblement en utilisant des phrases courtes et des mots clairs. Inutile de vous noyer dans des explications trop poussées. Vous devez utiliser des verbes d'action qui traduisent uniquement les actes que vous allez réaliser durant votre expérience.
En fin de rédaction du protocole expérimental, pensez à surtout mentionner les mesures de sécurité à prendre pour la réalisation de votre expérience. mentionnez les équipement de sécurité nécessaires : lunettes, gants, blouse, hotte aspirante, etc.
Vous pouvez aussi agrémenter le protocole d'un schéma de l'expérience en détaillant de manière précise le matériel utilisé et en soignant votre dessin.
Mener l'expérience
Une fois que l'expérience a été préparée, le protocole rédigé et les consignes de sécurité mises en places, il est temps de se mettre au travail ! Utilisez bien les équipements de protection utiles à la réalisation de l'expérience. Procédez avec calme et rigueur. Suivez pas à pas les étapes du protocole expérimental. N'hésitez pas à prendre des notes pendant l'expérience, vous pourrez ainsi en rendre compte. Inscrivez vos problèmes rencontrés ou éventuellement les modifications que vous avez du apporter au protocole pour rendre l'expérience réalisable.
La précision de la mesure
La précision d'une mesure dépend de la précision de l'instrument et de la technique utilisée.
Par exemple, notre œil ne peut pas distinguer une mesure à l'aide d'une règle en dessous du demi-millimètre donc la largeur d'une feuille A4, arrondi au 10e, mesure 210mm c'est à dire que nous obtenons l'encadrement suivant.
On peut aussi l'écrire : 209,5mm < 1 < 210,5mm
1 = 210,0 + 0,5 mm
Attention : Les résultats en sciences physiques comportent la plupart du temps une unité.
Les chiffres significatifs
Les chiffres significatifs d'un nombre sont les chiffres écrits en partant de la gauche, à partir du premier chiffre différent de zéro.
Exemples :
- 0,350 ;
- 002356080 ;
- 0,055.
Choix du nombre de chiffres significatifs
Après une multiplication ou une division, le résultat ne doit pas avoir plus de chiffres significatifs que la valeur la moins précise.
Exemple : Calculer la surface d'une feuille A4 dont la largeur dont la largeur mesure 21,0 cm et la longueur vaut 29,5 cm
21x29,5cm = 619,5 cm²
L'écriture scientifique
Nous allons écrire tous les nombres avec, un seul chiffre différent de zéro à gauche de la virgule. Pour respecter cela nous utiliserons les puissances de 10.
Exemples : 415 = 4,15 x 10²
0,12 = 1,2 x 10-1
Méthode :
- Si la virgule se déplace de "n" rang vers la gauche on multiplie par 10n
- Si la virgule se déplace de "n" rang vers la droite on multiplie par 10-n
Les ordre de grandeur
L'ordre de grandeur d'une longueur quelle qu'elle soit est la puissance de 10 la plus proche de sa valeur.
Quelques exemples :
Diamètre d'un atome d'hydrogène
D = 1,2 x 10-10 m
Ordre de grandeur : 10-10 m
L'année lumière :
1 a.l. = 9,48 x 1015 m
Ordre de grandeur : 1016 m
Comparaison entre 2 longueurs
On détermine le nombre d'ordres de grandeurs qui séparent 2 longueurs :
- Soit en effectuant le quotient de la plus grande sur la plus petite ;
- Soit en effectuant le quotient de l'ordre de grandeur de la plus grande sur celui de la plus petite.
Exemple :
Diamètre d'un globule rouge : Dgr = 7 x 10-6 m.
Diamètre d'un atome de carbone : Dc = 1,4 x 10-10 m.
Méthode 1 :
Méthode 2 :
Dgr = 7 x 10- 6 ≈ 10-5
Dc = 1,4 x 10- 10 ≈ 10-15
5 ordres de grandeur séparent le diamètre d'un globule rouge de celui d'un atome de carbone.
Remarque :
2 longueurs sont du même ordre de grandeur si le quotient de la plus grande sur la plus petite est compris entre 5 x 10-1 et 5 x 100.
Les unités de longueurs et leurs préfixes
Dans notre vie de tous les jours, nous utilisons de nombreuses unités pour quantifier tout ce qui nous entoure. Que ce soit les poids, les distances, l'argent, les mesures, tout a une unité.
Chaque grandeur physique ou chimique est presque systématiquement associée à une unité indispensable pour lui donner un sens.
L'ensemble des unités associées aux dimensions fondamentales constitue le système international d'unités. Il s'agit du système MksA (mètre, kilogramme, seconde, Ampère), mais le Kelvin, le mole et le candela font aussi partie de ce système. Ces unités sont appelées unités légales. Elles sont universelles et connues de par le monde entier.
Il est important de savoir que toutes les autres dimensions se déduisent de ces sept dimensions fondamentales par produit ou division de ces dimensions.
Dans certains sujets d'exercices, les grandeurs ne sont pas exprimées dans le système international mais avec des grandeurs usuelles. Il est facile de les comprendre et elles sont parfois utilisées dans la vie de tous les jours, mais il est essentiel de toujours effectuer les calculs avec les grandeurs exprimées dans l'unité internationale pour éviter les erreurs.
Le Système International d'unité, abrégé SI, devient le successeur du système métrique en 1960 à partir d'une résolution de la 11ème Conférence générale des poids et mesures.
Ce système permet de rapporter toutes les unités de mesure à un petit nombre d'étalons fondamentaux, permettant aux scientifique de se consacrer à améliorer leur définition. Ce travail est l'une des missions des différents laboratoires nationaux de métrologie.
Par exemple, la pression est souvent exprimée en Bar. Or, dans le système international, la pression s'exprime en Pascal.
Les écritures des unités
Par convention, les noms d'unités sont des noms communs on les écrit alors en minuscules : par exemple, on écrit « kelvin » et non « Kelvin », « ampère » et non « Ampère ».
Pourtant, ces unités ont pour origine les noms propres des savants qui les ont inventées. De plus, puisque ces unités sont des noms communs, il peuvent prendre la marque du pluriel, (par exemple, on écrit un volt mais aussi deux volts).
Cependant, les symbole prennent une majuscule (sauf convention contraire) si le nom de ces unités dérivent du nom d'une personne.
Par exemple, on écrit "V" pour volt, provenant d'Alessandro Volta, "A" pour ampère provenant d'André-Marie Ampère et "Pa" pour pascal provenant de Blaise Pascal. Si le symbole ne dérive pas d'un nom propre, le symbole commence par une minuscule. C'est le cas des mètres qui s'écrit "m" mais aussi pour la mole qui s'écrit "mol".
Cependant, il peut exister quelques exceptions adoptées lors des conférences générales des poids et mesures. Ces exceptions ont été adoptées pour éviter toute confusion, c'est le cas du litre qui se symbolisme par "L". Il en a été décidé ainsi pour éviter tout confusion avec la lettre "l" et le chiffre "1".
L'unité du degré Celsius n'est pas une exception. Il ne faut pas oublier que son écriture correcte est le "degré Celsius" qui se symbolise par "°C". Les caractères ° et C sont indissociables puisque l'unité commence par le degré et que Celsius est un qualificatif. En effet, il existe différents degrés différents comme le degré Fahrenheit.
Voici un tableau qui récapitule les différentes unités de longueur :
| Préfixe (exemple du mètre) | Symbole | Puissance de 10 |
|---|---|---|
| Téramètre | Tm | 1012 |
| Gigamètre | Gm | 109 |
| Mégamètre | Mm | 106 |
| Kilomètre | Km | 103 |
| Hectomètre | Hm | 102 |
| Décamètre | dam | 101 |
| mètre | mètre | 100 |
| Décimètre | dm | 10-1 |
| Centimètre | cm | 10-2 |
| Millimètre | mm | 10-3 |
| Micromètre | µm | 10-6 |
| Nanomètre | nm | 10-9 |
Exemple de méthode de rédaction
1. Définition des grandeurs physiques
Soit C la vitesse de la lumière dans le vide.
Soit t la durée du trajet de distance 1 a.l.
Soit D la distance correspondante.
2. Préciser les références
D'après la définition de la vitesse
Ici : 
3. Ecriture littérale
4. Application numérique
A.N. : C = 3,00 x 108 ms-1
T = 3,16 x 107 s
D = 3,00 x 108 x 3,16 x 107
D = 9,48 x 1015 m
1 a.l. = 9,48 x 1015 m
La notation scientifique
Les résultats numériques d'expérience s'expriment en notation scientifique, c'est-à-dire sous forme a x 10n où 1 ≤ a < 10 et n ∈ Z *. Il en est de même pour toutes les grandeurs physiques.
Exemple :
La taille d'une bactérie est environ égale à 2/1000 de millimètre.
Exprimer cette valeur en mètres.
Soit tb la taille d'une bactérie.
tb = 2 x 10-3 x 10-3 = 2 x 10-6 m.
Rédiger une conclusion
Pour finir, vous devez rédiger une conclusion. Dans cette dernière, reprenez l'énoncé et apportez y une réponse, en vous servant de votre expérience pour la justifier. Soignez bien cette partie, c'est elle qui solde votre TP et votre note en dépend beaucoup.
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