Comment préparer le Bac physique : le parcours physique de la spécialité

La spécialité physique-chimie de Terminale est une seule matière en deux volets. Le programme et ses ressources d'accompagnement publiés par éduscol s'organisent autour de quatre thèmes : « Constitution et transformations de la matière », « Mouvement et interactions », « L'énergie : conversions et transferts », et « Ondes et signaux ». Le premier relève de la chimie. Les trois autres sont de la physique.

L'épreuve écrite de spécialité se déroule en mars de la Terminale, avant le reste du baccalauréat, et porte sur les deux volets. À part, il y a l'ECE, l'évaluation des compétences expérimentales, dont l'organisation pour chaque session est fixée par une note de service et dont les situations sont publiées dans une banque de sujets.

Le parcours Bac : physique de Physics Zen n'entraîne que les thèmes de physique, sous forme de 34 compétences. C'est un entraînement indépendant, dans l'esprit de l'épreuve, pas du matériel officiel, et non affilié au ministère de l'Éducation nationale ni à une académie.

À quoi ressemble l'épreuve

Trois caractéristiques de l'épreuve de spécialité méritent d'être anticipées, et aucune ne concerne le nombre d'exercices.

C'est une épreuve de modélisation, pas de récitation. Le programme est rédigé en capacités exigibles, des verbes que vous devez savoir mettre en œuvre : établir une équation, exploiter un graphique, justifier un choix de modèle, évaluer un ordre de grandeur. Un élève qui a mémorisé des formules mais ne sait pas à quelle situation chacune correspond n'est pas prêt pour ce format.

La mesure et les incertitudes font partie de la matière. éduscol publie une ressource transversale sur la mesure et les incertitudes, utilisée de la seconde à la Terminale. Les questions qui demandent si un résultat est compatible avec une valeur de référence ne sont pas un supplément à la physique ici, elles sont la physique.

Il y a aussi des capacités numériques. Le programme comporte des capacités numériques, travaillées en Python, et éduscol publie des fiches qui couvrent chacune d'elles pour la Terminale : trajectoires paraboliques, loi des aires, sommes de sinusoïdes, méthode d'Euler pour la charge d'un condensateur ou pour un échange thermique. Le parcours n'enseigne pas Python. Connaître la physique de ces fiches les rend bien moins intimidantes.

Ajoutez l'ECE par-dessus, et ce qu'un entraînement indépendant peut et ne peut pas faire devient clair. Il ne peut pas mener une expérience, rédiger votre protocole, ni juger votre incertitude. Il peut faire en sorte que le calcul sous-jacent soit rapide, correct et automatique, pour que votre attention le jour J aille au raisonnement. Cette répartition des tâches mérite d'être dite, car c'est là que les plans de révision se trompent le plus souvent. Le temps passé, pendant l'épreuve, à redériver de zéro une décharge de condensateur est du temps qui ne va pas à la question qui demandait de justifier un modèle.

Ce que contient le parcours Physics Zen

Trente-quatre compétences en sept unités, classées par progression pédagogique plutôt que par la numérotation des thèmes du programme.

Mouvement et interactions (9 compétences). La cinématique de bout en bout, les lois de Newton et les frottements dans Dynamique, et le mouvement circulaire uniforme, la force centripète et la gravitation dans Mouvement circulaire & gravitation. Cela correspond au thème « Mouvement et interactions », y compris le volet orbital pour lequel ce thème est connu.

Énergie (4 compétences). Travail, énergies cinétique et potentielle, conservation et puissance, dans Travail & énergie. C'est le thème « L'énergie : conversions et transferts » sous sa forme calculatoire.

Fluides (2 compétences). Masse volumique et pression, et continuité et écoulement, dans Fluides.

Électricité et circuits RC (7 compétences). La charge et la loi de Coulomb, le champ et le potentiel électriques dans Électrostatique ; la loi d'Ohm et la puissance électrique dans Circuits électriques ; la charge et l'énergie d'un condensateur et le régime transitoire RC dans Condensateurs & circuits RC. La charge et la décharge d'un condensateur, c'est la situation classique d'équation différentielle de Terminale, et l'avoir faite quarante fois avec des valeurs différentes change la façon dont on la lit.

Ondes et optique (6 compétences). Les bases des ondes et le son dans Ondes & son, la réfraction et les lentilles minces dans Optique, et les interférences et la diffraction dans Optique ondulatoire. C'est le thème « Ondes et signaux ».

Thermodynamique (3 compétences). La capacité thermique massique et les lois des gaz dans Chaleur & température, et le premier principe dans Principes de la thermodynamique.

Physique quantique et nucléaire (3 compétences). L'énergie du photon et les transitions atomiques dans Photons & atomes, et la désintégration radioactive dans Physique nucléaire.

À l'intérieur d'une compétence, les valeurs sont générées à chaque tentative, si bien que refaire une compétence répète la méthode et non la réponse. La vérification est instantanée. Une solution détaillée s'ouvre une fois la tentative faite, et la théorie de cette compétence, schémas inclus, reste sur le même écran plutôt que derrière un menu. Cinq niveaux de maîtrise par compétence décident quand vous en avez fini avec elle. Le parcours est Premium, avec une première leçon gratuite pour voir le format avant de payer, et l'application fonctionne sur iPhone et Android.

Ce que le parcours laisse de côté est dit clairement : toute la chimie, l'ECE, et les questions à partir de documents. C'est un entraînement ciblé sur les calculs de physique, pas un sujet blanc.

Douze semaines avec le parcours

Douze semaines de travail régulier en parallèle des cours suffisent à couvrir le parcours sans bachotage. Le mode d'emploi ci-dessus reprend le même plan en version courte.

Semaines 1 à 3 : mouvement et interactions. Neuf compétences. Les projectiles et le mouvement circulaire demandent le plus de répétitions, et la gravitation est l'endroit où un grand nombre de réponses de Terminale se trompent discrètement d'une puissance de dix.

Semaines 4 et 5 : énergie. Quatre compétences, deux semaines, car la conservation avec frottements mérite plus de tentatives qu'il n'y paraît. Nommez le système avant d'écrire le bilan énergétique.

Semaine 6 : fluides. Deux compétences. Courte, et une vraie semaine de repos au milieu du plan.

Semaines 7 à 9 : électricité et circuits RC. L'unité la plus lourde. Montez en puissance : le champ et le potentiel d'abord, puis Ohm et la puissance, puis le condensateur, puis le régime transitoire. Quand la constante de temps cesse d'être un symbole et devient une durée que vous savez estimer, cette unité est acquise.

Semaines 10 et 11 : ondes et optique. Vitesse de l'onde et son, puis réfraction et lentilles, puis interférences et diffraction. La diffraction et les interférences utilisent des relations qui se ressemblent pour des situations différentes, alors obligez-vous à dire laquelle s'applique avant de l'écrire.

Semaine 12 : thermodynamique, quantique et nucléaire. Six compétences en une semaine, c'est serré, mais chacune est petite. Gardez les températures en kelvins, et traitez la demi-vie avec rigueur plutôt que par analogie.

Entre les séances, continuez à rédiger des solutions complètes sur papier, en français, avec des phrases de justification. L'application vérifie les réponses. L'examinateur lit le raisonnement.

Les conventions qui comptent

Le parcours utilise $g = 9.81\,\mathrm{m/s}^2$. C'est la même valeur que pour les parcours A-Level Physics et Abitur : physique de cette application, à la différence d'AP Physics 1, qui utilise $9.8$.

Les décimales se tapent avec un point. Votre copie écrira $1{,}5$ et le champ de réponse attend $1.5$. C'est une habitude de deux secondes qui, sinon, produit une heure de réponses fausses et déroutantes.

Les températures des exercices sur les lois des gaz et le premier principe s'expriment en kelvins. Les préfixes comptent : microfarads, kilojoules, mégabecquerels et électronvolts apparaissent tous, et un préfixe mal converti se lit sur une copie exactement comme une incompréhension de la physique.

Et l'habitude du Bac à prendre dès le départ : énoncer le modèle avant le nombre. Quelle loi, quel système, quelle hypothèse. La vérification instantanée dit si le nombre est juste ; vous seul pouvez dire si le raisonnement l'était.

Bac ou AP ?

Les deux parcours de cette application ne sont pas des quasi-substituts. AP Physics 1, ce sont 26 compétences de mécanique pour le programme américain actuel en huit unités : pas d'électricité, pas d'ondes, pas de thermique, pas de physique moderne, et $g = 9.8$. Le parcours Bac conserve l'essentiel de cette mécanique, laisse de côté la quantité de mouvement et la rotation, puis ajoute les circuits RC, les ondes et l'optique, la thermodynamique, et la physique quantique et nucléaire.

Si vous passez AP Physics 1, vous entraîner sur les régimes transitoires RC, c'est vous entraîner pour le mauvais examen, et le plan de révision AP est le guide qu'il vous faut. Si vous passez la spécialité, le parcours Bac est celui qui correspond au programme, et le parcours A-Level Physics est ce qui s'en rapproche le plus dans l'application si vous voulez aussi la quantité de mouvement, la rotation et le reste du programme en plus.

Pour l'autre spécialité que la plupart de ces élèves suivent en parallèle, Math Zen propose un guide compagnon pour le volet mathématiques. Et si ce qu'il faut corriger, c'est votre façon de réviser plutôt que le contenu, lisez comment étudier la physique efficacement avant d'ouvrir le parcours.