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Plan de la leçon : Analyse dimensionnelle Physique

Ce plan de leçon comprend les objectifs, les prérequis et les exclusions de la leçon apprenant aux élèves comment déterminer les dimensions de grandeurs physiques étant données les relations entre ces grandeurs et d’autres grandeurs connues.

Objectifs

Les élèves pourront

  • reconnaître qu’une quantité peut être décrite en termes de ses dimensions,
  • comprendre que même si une grandeur peut être mesurée par plusieurs unités différentes, elle a toujours les mêmes dimensions,
  • rappeler les symboles de quatre parmi les dimensions fondamentales:la masse (𝑀), la longueur (𝐿), le temps (𝑇) et le courant (𝐼),
  • déterminer les dimensions de grandeurs courantes en utilisant leurs formules de défintion:
    • aire = longueur;
    • volume = longueur;
    • vitesse = longueurtemps;
    • accélération = longueurtemps;
    • quantité de mouvement = masse × vitesse;
    • force = quantitédemouvementtemps;
    • charge = courant × temps;
    • fréquence = 1temps;
  • effectuer des manipulations algébriques d’expressions dimensionnelles,
  • comprendre la notation dimensionnelle  [𝑎]=𝑀𝐿𝑇𝐼,
  • déterminer les dimensions d’une grandeur étant une formule et les dimensions des grandeurs dans cette formule,
  • rappeler à quelles dimensions correspond chaque unité,
  • convertir entre une expression à unités et une expression dimensionnelle.

Prérequis

Les élèves doivent être déjà familiarisés avec

  • les unités SI pour la longueur, l’aire, le volume, la vitesse, le vecteur vitesse, l’accélération, la quantité de mouvement, la force, la charge, le courant, la fréquence et le temps,
  • les formules pour diverses grandeurs physiques courantes:
    • aire = longueur;
    • volume = longueur;
    • vitesse = longueurtemps;
    • accélération = longueurtemps;
    • quantité de mouvement = masse × vitesse;
    • force = quantitédemouvementtemps;
    • charge = courant × le temps;
    • fréquence = 1temps.

Exclusions

Les élèves ne couvriront pas

  • les grandeurs fondamentales:température thermodynamique (𝜃), quantité de matière (𝑁), intensité lumineuse (𝐽) ou toute manipulation algébrique de celles-ci.

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