Fiche de préparation avant la visite

Physique du parc N4 — fiche de préparation (4e année des humanités scientifiques, année d'Exétat)

Physique du parc — niveau 4 · Version du 7 septembre 2026

Le principe

Physique du parc N4 est la journée de l'année d'examen. Chaque station reprend un type d'exercice de l'Exétat de physique et le fait mesurer sur une machine du parc, puis la journée se termine par un sujet type Exétat de 30 minutes construit sur les mesures du jour, corrigé sur place avec l'enseignant.

Le mouvement circulaire se mesure sur la Grande Roue elle-même : période, vitesse angulaire, vitesse linéaire, accélération centripète, équations horaires.
La conservation de l'énergie se travaille en station de données dans la salle d'atelier : le parc n'a pas de montagnes russes physiques et le titre 5D « Canyon Coaster » n'est pas projeté aux élèves ; on exploite le profil hauteur-temps fourni par le studio et un chariot instrumenté sur rail incliné avec frein.
Le pendule et les oscillateurs sont en salle d'atelier : T = f(L), mesure de g, amortissement, résonance.
L'effet Doppler et les niveaux sonores se mesurent à la sono de la scène Grand Quiz ; les transformateurs se lisent sur la plaque du poste électrique, de l'extérieur de la clôture.
Le calcul intégral relie accélération, vitesse et distance sur le tronçon de freinage du chariot.

Programme de la journée (300 minutes)

Début	Durée	Station	Lieu	Modules
0:00	10 min	Arrivée, bracelets, comptage, fiches	Accueil	—
0:10	55 min	S1 — Mouvement circulaire sur la roue	Grande Roue	HS4-PHY-CINEMATIQUE-MOUVEMENT-CIRCULAIRE
1:05	55 min	S2 — Énergie sur le coaster (station de données)	Salle d'atelier	HS4-PHY-DYNAMIQUE-ENERGIE, HS4-MAT-CALCUL-INTEGRAL
2:00	45 min	S3 — Pendule et oscillateurs	Salle d'atelier	HS4-PHY-OSCILLATEURS-PENDULE
2:45	60 min	S4 — Pause déjeuner	Esplanade	—
3:45	45 min	S5 — Doppler et transformateurs	Scène Grand Quiz, poste électrique (extérieur)	HS4-PHY-ONDES-SON-DOPPLER, HS4-PHY-COURANT-ALTERNATIF-TRANSFORMATEURS
4:30	30 min	S6 — Sujet type Exétat	Salle d'atelier	synthèse

Vocabulaire à installer avant la visite

Terme	Définition courte à faire copier
Vitesse angulaire ω	Angle balayé par seconde, en rad/s ; ω = 2π/T
Accélération centripète a_c	a_c = v²/R = Rω², dirigée vers le centre
Équations horaires	x(t) = R sin(ωt), y(t) = −R cos(ωt) pour une nacelle partant du point bas
Énergie mécanique E_m	E_c + E_p = ½mv² + mgh ; conservée sans frottement
Travail des frottements	W = E_m(fin) − E_m(début), négatif
Période d'un pendule simple	T = 2π√(L/g), indépendante de la masse et de l'amplitude (petits angles)
Amortissement, résonance	Décroissance de l'amplitude ; réponse maximale quand la fréquence d'excitation égale la fréquence propre
Niveau sonore	L = 10 log(I/I₀) en dB ; −6 dB par doublement de distance en champ libre
Effet Doppler	f' = f · v_son/(v_son ∓ v_source) selon que la source s'approche ou s'éloigne
Rapport de transformation	m = U₂/U₁ = N₂/N₁ = I₁/I₂ ; puissance apparente S = √3·U·I en triphasé
Intégrale	Primitive : v(t) = ∫a dt, x(t) = ∫v dt ; aire sous la courbe

Prérequis (trois séances de 50 minutes)

Mouvement circulaire uniforme. θ = ωt, v = Rω, a_c = v²/R, T = 2π/ω ; équations horaires ; représentation des vecteurs vitesse et accélération en quatre positions.
Énergie. E_c = ½mv², E_p = mgh, conservation de E_m sans frottement, travail des forces de frottement, théorème de l'énergie cinétique. Exercice : un chariot lâché de 20 m arrive à quelle vitesse en bas sans frottement ? (≈ 19,8 m/s.)
Pendule, Doppler, transformateur. T = 2π√(L/g) ; f' = f·(v ± v_obs)/(v ∓ v_source) ; U₂/U₁ = N₂/N₁ = I₁/I₂ ; S = U·I. Intégration d'une accélération constante par morceaux → v(t), puis x(t).

Activité de classe de 20 minutes : « le sujet en trois lignes »

Objectif : entraîner la méthode d'examen avant de la pratiquer sur les données du parc.

Distribuer un énoncé court : « une nacelle tourne en 300 s sur une roue de rayon 20 m ; calculer ω, v, a_c ». Chronomètre : 5 minutes.
Correction en trois lignes imposées : formule littérale, application numérique avec unités, résultat avec chiffres significatifs et commentaire d'ordre de grandeur (ω = 0,0209 rad/s ; v = 0,419 m/s ; a_c = 8,8 × 10⁻³ m/s², moins de 0,1 % de g).
Faire relever par chaque élève ses erreurs les plus fréquentes (unité oubliée, formule inversée, degré au lieu de radian) : elles seront traquées le jour de la visite.
Annoncer que le sujet du parc utilisera leurs mesures, pas celles de l'énoncé.

Ce que l'école apporte

Un adulte pour 15 élèves (un enseignant gratuit pour 10) ; l'enseignant de physique corrige le sujet type Exétat avec nous et repart avec les copies.
Calculatrice scientifique, crayon, chaussures fermées ; repas.
Fiche santé, gourde, casquette ; une adresse électronique pour recevoir les fichiers accéléromètre du chariot, le profil « Canyon Coaster » et la fiche « données du parc ».

Sécurité, dite aux élèves avant le départ

Station de données (atelier) : personne ne monte sur une attraction à cette station et le titre 5D n'est pas projeté ; rail incliné fixé à la table, chariot de 5 kg au plus, mains hors de la zone de freinage.
Grande Roue : 4 passagers et 280 kg par nacelle, portes verrouillées, on reste assis, appareils à dragonne lus après le débarquement ; arrêt au-delà de 15 m/s de vent ou par orage (S1 se fait alors depuis l'abri de la roue avec le relevé fourni).
Sono de la scène : niveau limité à 85 dB(A) aux oreilles des élèves, protections auditives disponibles, personne derrière les enceintes.
Poste électrique : observation uniquement depuis l'extérieur de la clôture, plaque lue sur photo agrandie ; on n'entre jamais dans l'enceinte.
Toute autre consigne : selon les consignes affichées à l'attraction, lues à voix haute par l'animateur. Secouriste à l'accueil toute la journée.

Après la visite

Le sujet type Exétat corrigé est rendu à l'enseignant avec le barème ; la fiche de prolongement propose une leçon de retour sur la méthode, un deuxième sujet sur les mêmes données et le compte rendu de station.

Sources programme : HS4-PHY-CINEMATIQUE-MOUVEMENT-CIRCULAIRE, HS4-PHY-DYNAMIQUE-ENERGIE, HS4-PHY-OSCILLATEURS-PENDULE, HS4-PHY-ONDES-SON-DOPPLER, HS4-PHY-COURANT-ALTERNATIF-TRANSFORMATEURS, HS4-MAT-CALCUL-INTEGRAL.

Sécurité en bref

AttractionsGrande Roue (MTL50) : 4 passagers maximum et 280 kg par nacelle, 136 passagers au total ; l'opérateur verrouille chaque porte avant le départ ; on reste assis, on ne se balance pas, on ne se penche pas. Toute autre restriction : selon les consignes affichées à l'attraction.
MétéoLa Grande Roue s'arrête au-delà de 15 m/s de vent et en cas d'orage ou de forte pluie (consigne constructeur) : la station bascule sur son activité de repli et le chef d'animation reprogramme le passage.
AttractionsAutres attractions et stands : le parc n'a pas de limite de taille documentée par programme ; on applique les consignes affichées à l'attraction, lues par l'animateur avant chaque passage.
EncadrementZones techniques : observation uniquement, derrière la ligne jaune, jamais plus de 15 élèves à la fois, un technicien du parc devant et un animateur derrière ; on ne touche ni armoire, ni vérin, ni commande ; les arrêts d'urgence sont montrés, jamais actionnés.
EncadrementJamais un élève seul, jamais un animateur seul avec un élève hors de vue : comptage à chaque transition (départ et arrivée de station), bracelet de couleur du groupe au poignet, point de rassemblement affiché à l'accueil.
EncadrementEnfant perdu : l'animateur alerte le chef d'animation par radio (code « Kongo bleu » + couleur du groupe), le groupe reste sur place, l'accueil bloque les sorties ; on n'appelle jamais l'enfant par son nom au micro.
SantéEau à chaque station, casquette conseillée, pause à l'ombre toutes les 90 minutes ; la fiche santé de la classe (allergies, asthme, traitements) est remise au chef d'animation à l'arrivée et reste avec l'enseignant.
Premiers secoursUn secouriste et une trousse complète au poste de premiers secours de l'accueil ; blessure → le secouriste, l'enseignant est prévenu, fiche d'incident remplie avant la fin de la session ; malaise sur un manège → arrêt et déchargement par l'opérateur.
MétéoPluie ou chaleur forte : les activités d'esplanade se replient en salle d'atelier ou sous auvent ; en cas d'orage, tout le monde à l'abri jusqu'à la levée par le chef d'animation.
SantéSono de la scène : niveau limité à 85 dB(A) aux oreilles des élèves pendant les mesures ; protections auditives disponibles ; personne derrière les enceintes.
EncadrementPoste électrique : observation uniquement depuis l'extérieur de la clôture, plaque lue sur photo agrandie ; on n'entre jamais dans l'enceinte du transformateur.
EncadrementStation de données (atelier) : personne ne monte sur une attraction à cette station ; le titre 5D « Canyon Coaster » n'est pas projeté — seul son profil hauteur-temps fourni par le studio est exploité. Rail incliné fixé à la table, chariot de 5 kg au plus, mains hors de la zone de freinage.

Voir le programme Physique du parc — niveau 4

Prêts à venir avec la classe ?

Demandez une sortie : nous revenons vers vous avec des dates et un devis.

Demander une sortie