Fiche Mémo Globale — Physique-Chimie Brevet 2026

Tout le programme de PC 3ème condensé en une seule fiche, organisé par thème récurrent au brevet (pas par chapitre). À relire la veille de l'épreuve. Durée de l'épreuve : 30 minutes, 25 points.

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1. Atomes, molécules, ions — La matière à l'échelle microscopique

📌 Présent dans quasi 100% des sujets de brevet PC.

L'atome

• Constituant de base de la matière. Taille ≈ $10^{-10}$ m.
• Noyau (protons $+$ et neutrons) + nuage électronique (électrons $-$).
• La masse est concentrée dans le noyau (proton et neutron ≈ 2 000 × la masse d'un électron).
• L'atome est électriquement neutre : nombre de protons = nombre d'électrons.

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Les nombres clés

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Les ions

• Un ion = un atome qui a gagné ou perdu des électrons.
• Cation (ion $+$) : l'atome a perdu des électrons → plus de protons que d'électrons.
• Anion (ion $-$) : l'atome a gagné des électrons → plus d'électrons que de protons.
• ⚠️ Le nombre de protons ne change jamais quand un atome devient un ion.

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Ions courants à connaître

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Molécules

• Une molécule = un groupe d'atomes liés entre eux.
• Formule chimique : indique le type et le nombre d'atomes. Ex : $H_2O$ = 2 atomes H + 1 atome O.
• Molécules courantes : $H_2O$ (eau), $CO_2$ (dioxyde de carbone), $O_2$ (dioxygène), $N_2$ (diazote), $CH_4$ (méthane).

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2. Transformations chimiques et équations

📌 Tombe très souvent : équilibrer une équation, identifier réactifs/produits, conservation de la masse.

Transformation physique vs chimique

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L'équation chimique

• Réactifs (ce qui disparaît) → Produits (ce qui se forme)
• Loi de Lavoisier : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »
• On retrouve les mêmes atomes en même nombre des deux côtés.

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Équilibrer une équation — Méthode

1. Écrire les bonnes formules chimiques (ne jamais les modifier !)
2. Compter les atomes de chaque élément à gauche et à droite
3. Ajuster les coefficients devant les formules
4. Vérifier : même nombre de chaque atome des deux côtés

Exemple — Combustion du méthane :

$CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O$

Vérification : C → 1 = 1 ✅ | H → 4 = 4 ✅ | O → 4 = 4 ✅

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Réaction acide + métal

$Zn + 2\,H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2$

• Le métal disparaît (il passe en solution sous forme d'ions).
• Il se forme du dihydrogène $H_2$ (gaz → test à la flamme : détonation « pop »).

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3. pH, acides et bases

📌 Tombe régulièrement. Questions simples mais il faut connaître l'échelle et le vocabulaire.

L'échelle de pH

$\text{pH} < 7 \to \text{acide} \qquad \text{pH} = 7 \to \text{neutre} \qquad \text{pH} > 7 \to \text{basique}$

• Solution acide : excès d'ions $H^+$. Plus le pH est bas, plus c'est acide.
• Solution basique : excès d'ions $HO^-$. Plus le pH est haut, plus c'est basique.
• Diluer une solution (ajouter de l'eau) → le pH se rapproche de 7.

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Neutralisation

$H^+ + HO^- \rightarrow H_2O$

Un acide + une base → de l'eau. Le pH se rapproche de 7.

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4. Masse volumique

📌 Fréquent au brevet. Calcul simple mais attention aux unités.

$\rho = \frac{m}{V}$

Conversion : $1 \text{ g/cm}^3 = 1\,000 \text{ kg/m}^3$

Les 3 formules : $\rho = \dfrac{m}{V}$ | $m = \rho \times V$ | $V = \dfrac{m}{\rho}$

Utilité au brevet : identifier un matériau inconnu en comparant sa masse volumique à un tableau de référence.

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5. Mouvement, vitesse et forces

📌 Deuxième grand bloc du brevet PC après la chimie.

Décrire un mouvement

• Référentiel : objet par rapport auquel on étudie le mouvement (relativité du mouvement).
• Trajectoire : rectiligne (ligne droite), circulaire (cercle), curviligne (courbe).
• Chronophotographie : points équidistants → uniforme ; de plus en plus espacés → accéléré ; rapprochés → décéléré.

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Vitesse

$v = \frac{d}{t}$

Conversion : $1 \text{ km/h} = \dfrac{1}{3{,}6} \text{ m/s}$. Pour convertir km/h → m/s : diviser par 3,6.

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Forces

Une force a 4 caractéristiques : point d'application, direction, sens, intensité (en Newtons).

Équilibre : un objet soumis à deux forces est en équilibre si elles ont même direction, même intensité, sens opposés.

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Poids et masse

$P = m \times g$

$g \approx 9{,}8$ N/kg sur Terre (souvent arrondi à 10 N/kg au brevet).

⚠️ Piège classique : la masse ne change pas quand on change de planète. Le poids change (car $g$ change).

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Gravitation

$F = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2}$

• Formule toujours fournie au brevet. Savoir l'exploiter : si $m$ augmente → $F$ augmente ; si $d$ augmente → $F$ diminue (et si $d$ double, $F$ est divisée par 4).

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6. Énergie : formes, conversions et conservation

📌 Fréquent, souvent couplé avec la mécanique (chute, sport).

Les 4 formes d'énergie

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Énergie mécanique

$E_m = E_c + E_{pp}$

Sans frottement : $E_m$ se conserve. Quand un objet descend, $E_{pp}$ diminue et $E_c$ augmente (il accélère). Quand il monte, c'est l'inverse.

Avec frottement : $E_m$ diminue. L'énergie perdue est transformée en énergie thermique (chaleur).

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Sources d'énergie

• Renouvelables : solaire, éolien, hydraulique, biomasse, géothermie.
• Non renouvelables : pétrole, gaz, charbon, uranium.

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7. Électricité : circuits, loi d'Ohm, puissance, énergie

📌 Tombe régulièrement, surtout les calculs P = U × I et E = P × t.

Loi d'Ohm

$U = R \times I$

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Puissance électrique

$P = U \times I$

$P$ en watts (W), $U$ en volts (V), $I$ en ampères (A).

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Énergie électrique

$E = P \times t$

• $P$ en W et $t$ en s → $E$ en joules (J)
• $P$ en kW et $t$ en h → $E$ en kilowatt-heures (kWh)
• $1 \text{ kWh} = 3{,}6 \times 10^6 \text{ J}$

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Facture d'électricité

$\text{Coût} = E \text{ (en kWh)} \times \text{prix du kWh}$

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Circuits série et dérivation

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8. Signaux : son et lumière

📌 Tombe occasionnellement. Questions typiques : calcul de distance avec v = d/t.

Le son

• Onde mécanique : a besoin d'un milieu matériel (ne se propage pas dans le vide).
• Vitesse dans l'air ≈ 340 m/s (à 20°C).
• Plus rapide dans l'eau (~1 500 m/s) et dans les solides (~5 000 m/s).

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La lumière

• Onde électromagnétique : se propage dans le vide.
• Vitesse : $c \approx 3 \times 10^8$ m/s (300 000 km/s).

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Calcul type brevet : distance d'un orage

On voit l'éclair (instantané car lumière très rapide) et on entend le tonnerre $t$ secondes plus tard.

$d = v_{son} \times t = 340 \times t$

Exemple : tonnerre 6 secondes après l'éclair → $d = 340 \times 6 = 2\,040$ m ≈ 2 km.

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Fréquence et période

$f = \frac{1}{T}$

• $f$ en hertz (Hz), $T$ en secondes (s).
• Domaine audible : 20 Hz à 20 000 Hz.
• Infrasons ($< 20$ Hz), ultrasons ($> 20\,000$ Hz).

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📌 Méthodo brevet PC — Les réflexes

La démarche scientifique (rapporte des points !)

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Les réflexes par type de question

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Les erreurs à éviter

• Confondre masse (kg, balance) et poids (N, dynamomètre)
• Oublier les unités dans le résultat
• Confondre atome (neutre) et ion (chargé)
• Modifier les formules chimiques au lieu des coefficients pour équilibrer
• Utiliser des km/h dans une formule qui attend des m/s