Un triathlon pour réviser la physique-chimie de 3e

Cette partie de physique-chimie du brevet 2021 des Centres étrangers est notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes. Elle suit les trois épreuves d'un triathlon : la natation, le cyclisme et la course à pied. Chaque épreuve correspond à un grand thème du programme : le mouvement, la matière et ses propriétés, puis la chimie et l'énergie.

Épreuve de natation : décrire un mouvement

Une chronophotographie montre les positions successives d'une nageuse. Les positions sont alignées : la trajectoire est rectiligne. Comme les clichés sont pris à intervalles de temps égaux et que l'écart entre deux positions grandit, la vitesse augmente. Le mouvement est donc rectiligne et accéléré. Le piège est de répondre « elle accélère » sans justifier : il faut citer à la fois les durées égales et les distances de plus en plus grandes.

Épreuve de cyclisme : masse volumique et poids

L'athlète veut le vélo le plus léger. Les deux cadres ont le même volume, mais les masses volumiques sont données dans deux unités différentes : 1,8 × 10³ kg/m³ pour la fibre de carbone et 2,7 × 10⁶ g/m³ pour l'aluminium. Après conversion, l'aluminium vaut 2,7 × 10³ kg/m³ : le vélo en fibre de carbone est le plus léger. Comparer les puissances de dix sans regarder les unités mène à la mauvaise réponse.

La question suivante demande la pression des pneus pour une cycliste de 65 kg. Le graphe est gradué en newton : il faut d'abord calculer le poids, P = m × g = 65 × 10 = 650 N, puis lire 6,5 bar sur la courbe. Chercher 65 sur l'axe horizontal est l'erreur classique.

Épreuve de course à pied : chimie et énergie

La formule C₆H₁₂O₆ du glucose se lit avec la classification : 6 atomes de carbone, 12 d'hydrogène et 6 d'oxygène. Pour justifier une transformation chimique, on montre que des espèces disparaissent (glucose, dioxygène) et que d'autres apparaissent (dioxyde de carbone, eau). Le diagramme énergétique du muscle reçoit une énergie chimique et fournit une énergie cinétique et une énergie thermique.

Le dernier calcul porte sur la boisson énergisante : 65 × 30 = 1 950 kJ pour une heure, donc 975 kJ pour 30 minutes, soit environ 2,9 verres. Il faut donc 3 verres, car un nombre de verres s'arrondit au-dessus. Oublier que la dépense est donnée pour une heure fait trouver le double.

Nos conseils

Convertis toujours avant de comparer, repère l'unité de chaque axe avant de lire un graphe et écris une phrase qui annonce chaque calcul. Le corrigé détaillé reprend toutes les questions avec la rédaction attendue sur la copie.