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Matière abordée au cours de physique, semaine après semaine

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Matière abordée au cours de physique, semaine après semaine

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Ajouté le : 21 juillet 2011
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Matière abordée au cours de physique, semaine après semaine
PHYS-G-101 Stéphane Swillens: 2010/2011
semaine du
20/9 (4h)
Introduction
: approche de la physique par l'observation: quelques manips en exemple, Newton
dans un caddie. Masse d'inertie, masse gravitationnelle.
Cinématique
: mouvement dans l'espace, notions d'intervalle, de position, d'espace parcouru;
description vectorielle, somme vectorielle, repère orthonormé, projections et composantes
vectorielles; passage d'un problème N dim à N problèmes 1 dim; formalisme à 1D, x
v
a: calcul
de pente et de dérivée, a
v
x: calcul de surface et d'intégrale, conditions initiales;
27/9 (4h) orientation des vecteurs vitesse et accélération; techniques de résolution d'applications graphiques et
analytiques à 1D; équations du MRUA; application 2D: lancer d'une boule de pétanque.
Dynamique
: 3 lois de Newton; forces (fondamentales) gravitationnelle, électrique, nucléaires forte
et faible; forces de contact entre solides: description sur base de l'observation);
4/10 (4h) techniques de résolution d'un problème de dynamique; application: glissement d'un objet sur un
plan incliné; Réponses aux questions.
notion de poids et de poids effectif: effet de l'accélération; applications: poids effectif d'un objet
dans l'ascenseur (problème à 1D), dans le cas particulier de la chute libre, dans une fusée (en
absence d'attraction gravitationnelle
principe d'équivalence), dans une voiture (problème à 2D)
Statique
: mise en mouvement de rotation; introduction du moment de force par l'observation d'une
expérience (2 planches tournant autour d'un axe et reliées par un
ressort);
11/10 (4h) produit vectoriel et techniques associées (règle du tire-bouchon); calcul du moment de force; mise
en équations de l'état d'équilibre de translation et de rotation; la bouteille sur le plateau du barman;
applications: grimpeur immobile sur paroi verticale; description du centre de gravité (CG) par
l'observation; centre de gravité et centre de masse; coordonnées du centre de gravité: démonstration;
application: CG du système terre-lune; haltères dissymétriques; la barre qui glisse sur les doigts.
18/10 (4h)
Mouvement circulaire
: introduction intuitive sur la cause du mouvement circulaire d'un point
matériel; effets d'une force oblique par rapport à la trajectoire: composantes parallèle et
perpendiculaire de la force en relation avec les variations de grandeur et d'orientation de la vitesse;
force centripète ou radiale: exemples d'objets en mouvement circulaire et nature physique de la
force centripète;
définition des variables angulaires, rappel sur le radian, orientation et sens des vecteurs vitesse et
accélération angulaires; équations cinématiques pour le MCUA;
équation de la dynamique dans la direction tangentielle conduisant à "I
=
";
définition du moment d'inertie pour un point matériel (mR
2
), extension du concept aux corps solides
(propriété d'additivité du moment d'inertie), cylindre tournant autour de différents axes;
application: chute du yo-yo;
équation de la dynamique dans la direction radiale: "ma
rad
=F
rad
", démonstration géométrique de
a
rad
=v
2
/R; applications concernant la force centripète: satellite en orbite (3ème loi de Képler);
voiture tournant dans un plan horizontal;
25/10 (4h) effet ressenti dans un métro roulant selon une trajectoire circulaire; pendule tournant dans un plan
horizontal, centrifugeuse, calcul et analyse du poids effectif dans ces différents systèmes; le
mouvement circulaire pour générer des états d'apesanteur dans un champ de gravitation ou de
pesanteur artificielle en absence d'un champ de gravitation.
Travail, énergie, puissance
: introduction intuitive de la notion de travail (glissement sans
frottement d'un objet sur un plan incliné) et de son expression par le produit scalaire;
effet du travail: modification de l'énergie cinétique (translation et rotation); force gravitationnelle
comme force conservative; énergie potentielle gravitationnelle à la surface terrestre;
principe de conservation d'énergie: énergies totale et mécanique;
mise en équation et technique de résolution; applications: objet glissant sans frottement sur un plan
incliné, un bloc glissant sur un plan horizontal tiré par un bloc tombant à la verticale et relié par un
câble entraînant une poulie;
définition de la puissance, formulation particulière faisant intervenir la vitesse; application: voiture
montant une côte;
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