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MÉMORANDUM DE PHYSIQUE EN FILIÈRE PCSI PC

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MÉMORANDUM DE PHYSIQUE EN FILIÈRE PCSI/PC Page 1 sur 13 VERS UNE MAÎTRISE DU COURS DE PHYSIQUE DE PCSI / PC. I : Les constantes fondamentales (symbole, AN et unité SI) : 1. Célérité de la lumière dans le vide : _______________ Constante de Planck : _______________ (et 2 h p = ________) Constante universelle de gravitation : _______________ Constante de Boltzmann : _______________ Charge élémentaire : _______________ Permittivité du vide : _______________ Perméabilité du vide : _______________ 2. Masse de l'électron : en kg : _______________ en eV (mec?) : __________ Masse du proton : en kg : _______________ en eV mpc?) : __________ Rapport de la masse du proton à la masse de l'électron : ____

  • constante universelle de gravitation

  • energie potentielle

  • célérité des ondes électromagnétiques

  • force de laplace

  • expression volumique des forces de pesanteur

  • torseur force

  • expression différentielle de l'énergie interne massique

  • perméabilité du vide

  • vide ?0


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MÉMORANDUM DE PHYSIQUE EN FILIÈRE PCSI/PC
VERS UNE MAÎTRISE DU COURS DE PHYSIQUE DE PCSI / PC.
I : Les constantes fondamentales (symbole, AN et unité SI) :
1. Célérité de la lumière dans le vide : _______________
h
Constante de Planck : (et = ________)
2p
Constante universelle de gravitation : _______________

Constante de Boltzmann :

Charge élémentaire :

Permittivité du vide : _______________

Perméabilité du vide :

2. Masse de l’électron : en kg : _______________ en eV (m c²) : __________ e

Masse du proton : en kg : en eV m c²) : __________ p

Rapport de la masse du proton à la masse de l’électron : _______________

3. Constante d’Avogadro : _______________

Constante de Faraday :

Constante molaire des gaz parfaits :

II : Énergies, puissances et autres transferts :
4. énergie cinétique d’un point matériel de masse m de vitesse v : _______________

5. énergie cinétique d’un solide de masse M en translation à la vitesse v : _______________

6. énergie cinétique d’un solide en rotation à la vitesse angulaire  :

7. énergie potentielle de pesanteur d’une masse ponctuelle m dans g uniforme (on note Oz
l’axe vertical ascendant) : _______________

8. énergie potentielle d’interaction gravitationnelle entre deux points matériels de masses m 1
et m situés à la distance r l’une de l’autre. 2
______________________

9. énergie potentielle centrifuge d’un point matériel de masse m dans un référentiel non
galiléen en rotation à  constante par rapport à un axe Oz.
______________________

10. énergie potentielle élastique d’un ressort (à réponse linéaire) de constante de raideur k et
de longueur à vide  . 0
________________________

11. énergie potentielle élastique d’un fil de torsion (à réponse linéaire) de constante de torsion
C.
_______________________
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12. énergie potentielle d’interaction électrostatique entre deux charges ponctuelles q et q 1 2
situées à la distance r l’une de l’autre.
__________________________

13. énergie potentielle électrostatique d’une charge q placée en un point où existe un
potentiel électrique V.
_____________________________

14. énergie potentielle d’interaction électrostatique de n charges q placées en des points où i
existe le potentiel électrique V . i
______________________________

15. énergie potentielle d’interaction électrostatique d’un dipôle de moment dipolaire p
plongé dans un champ électrique extérieur uniforme E . _______________ ext

16. énergie potentielle d’interaction magnétique d’un dipôle de moment magnétique M
plongé dans un champ magnétique extérieur uniforme B . _______________ ext

17. énergie volumique d’origine électrique d’un champ électromagnétique. _____________

18. énergie volumique d’origine magnétique d’un champ électromagnétique. ____________

19. énergie d’origine magnétique instantanée emmagasinée dans une bobine d’inductance L
parcourue par un courant d’intensité i(t).
______________________________

20. énergie magnétique d’un système de deux circuits d’inductances propres respectives L et 1
L et de mutuelle M parcourus par des courants respectifs I et I . 2 1 2
__________________________________

21. énergie d’origine électrique instantanée emmagasinée dans un condensateur de capacité
C soumis à la d.d.p. u(t).
____________________________________

22. énergie d’un photon associé à un rayonnement électromagnétique de fréquence . ____

23. expression différentielle de l’énergie interne massique d’un gaz parfait. ______________

24. expression différentielle de l’enthalpie interne massique d’un gaz parfait.

25. expression intégrale de l’entropie d’un gaz parfait en fonction des variables :
- T et V : _________________
- T et P :

26. expression différentielle du travail élémentaire des forces de pression reçu par un système
fermé :
cas général ________ et cas d’une transformation quasi statique : _________
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27. puissance mécanique reçu par un point matériel A animé d’une vitesse v soumis à A
l’action d’une force F . _________________

28. puissance mécanique reçue par un solide (en mouvement quelconque) soumis à l’action
 td’un torseur force dont les éléments de réduction en un point O sont R et M . O
_________________

29. puissance moyenne (ou active) dissipée en régime sinusoïdal dans une impédance
complexe Z (on note  = arg(Z)). _________________

30. puissance instantanée fournie par un générateur de fem e(t) délivrant un courant i(t).


31. puissance Joule volumique reçue par la matière : _________________

Cas d’un milieu ohmique : _________________

32. puissance rayonnée par unité de surface par une onde électromagnétique se propageant
dans un milieu non magnétique.
_________________

33. célérité des ondes électromagnétiques dans le vide (caractéristiques e et µ ) : 0 0

34. célérité des ondes électromagnétiques dans un milieu d’indice de réfraction réel n :

35. célérité des ondes électromagnétiques dans une ligne coaxiale d’inductance linéique  et
de capacité linéique  

36. célérité des ondes acoustiques dans un fluide de caractéristiques r et c : 0 S

37. célérité des ondes acoustiques dans un solide de module d’Young E et de masse
volumique r : 0

38. célérité des vibrations transversales le long d’une corde tendue sous la tension T et de 0
masse linéique µ : 0

39. Définition générale d’une impédance en physique : Z =

40. Application au cas d’une : impédance électrique : Z e

résistance thermique : R th

résistance hydraulique : Rhyd
impédance acoustique : Z ac

41. Expression de la résistance électrique d’un conducteur de conductivité électrique , de
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longueur , traversé par un courant uniformément réparti sur une surface S : R él

42. Expression de la résistance thermique d’un milieu de conductivité thermique , de
longueur , traversé par un flux thermique uniformément réparti sur une surface S : R th

43. Soit une O.P.P.H. se propageant dans un milieu donné dans le sens des abscisses
croissantes. Donner l’expression de l’impédance du milieu dans les cas suivants :
a. Impédance caractéristique d’une ligne coaxiale idéale,
d’inductance linéique  et de capacité linéique  : Z c

b. Impédance acoustique dans un fluide (masse volumique r et coefficient de 0
compressibilité isentropique c ) : Z S ac

c. Impédance mécanique d’une corde tendue sous la tension T et de masse 0
linéique µ : Z 0 m

d. Impédance électromagnétique du vide (caractéristiques e et µ ) : Z 0 0

e. Impédance électromagnétique d’un D.L.H.I. d’indice n : Z n

III : Forces, moments et autres vecteurs.
44. force d’interaction gravitationnelle entre deux masses ponctuelles m et m situées à la 1 2
distance r l’une de l’autre.
__________________________________

45. force d’interaction électrostatique entre deux charges ponctuelles q et q situées à la 1 2
distance r l’une de l’autre.
___________________________________

46. force de rappel élastique d’un ressort de constante de raideur k. _________________

47. force d’inertie d’entraînement (cas général).
______________________________

48. force d’inertie d’entraînement dans le cas d’un référentiel non galiléen en rotation à la
vitesse angulaire  constante par rapport à un axe Oz.
_______________________________

49. force d’inertie de Coriolis (ou complémentaire). _________________

50. force de Lorentz agissant sur une particule de charge q, animée d’une vitesse v .

_____________________________

51. expression volumique des forces de Laplace s’exerçant sur un conducteur plongé dans un

champ magnétique B. _________________

52. force de Laplace s’exerçant sur un élément de conducteur de longueur d  parcouru par
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un courant i(t) plongé dans un champ magnétique B. _________________

53. expression volumique des forces de pression.

54. expression volumique des forces de pesanteur (cas d’un champ uniforme). ____________

55. Soit un fluide newtonien de viscosité dynamique en écoulement avec un champ de
vitesses du type v(y,t)e . Expression de la contrainte tangentielle exercée par le fluide situé x
au dessous de la cote y sur le fluide situé au dessus de cette cote y.

______________________

56. expression volumique des forces de viscosité s’exerçant sur un fluide visqueux
incompressible et newtonien.
_______________________________

57. moment en O d’une force F appliquée en un point A. _________________

58. moment cinétique en O d’un point matériel M de masse m, animé d’une vitesse v .

_________________

59. moment cinétique suivant l’axe  d’un solide en rotation autour de  à la vitesse angulaire
  e . _________________ 

60. couple exercé par un champ électrique extérieur uniforme E sur un dipôle rigide de ext
moment dipolaire p . _________________

61. couple exercé par un champ magnétique extérieur uniforme B sur un moment ext
magnétique M . _________________

IV : Équations d’état, relations de milieux et autres modèles.
62. équation d’état du gaz parfait en variables intensives P,   T. _________________


63. équation d’état du gaz de Van der Waals
pour n moles en variables P, V, T. _______________________

64. loi d’Ohm locale. _________ Dimension de la conductivité électrique    

65. loi de Fourier. __________ Dimension de la conductivité thermique    

66. loi de Fick. __________ Dimension de la diffusivité D : __________

 67. relation entre le vecteur polarisation P et le vecteur électrique E pour un milieu
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diélectrique , homogène et isotrope.
__________________________________

68. expression de la permittivité relative diélectrique complexe d’un milieu d.l.h.i. en fonction
de la susceptibilité diélectrique complexe du milieu.
_________________________________

69. Le cadre de l’approximation acoustique.


70. Le modèle de l’électron élastiquement lié.


71. Les conditions de Gauss.


V : Définitions et expressions diverses.

72. Définition du chemin optique (AB). _________________

73. Définition du stigmatisme rigoureux.



74. Définition de l’aplanétisme.



75. Définition de deux sources mutuellement cohérentes.


76. Définition de la longueur de cohérence temporelle d’une source.



77. Définition d’une frange d’interférences.



78. Définition du contraste des franges (ou facteur de visibilité). _________________

79. Définition d’un ordre d’interférences. _________________

80. Définition de l’approximation de Fraunhöfer.



81. Définition d’un référentiel.



82. Définition du référentiel barycentrique.
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83. Définition de la vitesse de glissement d’un solide 1 par rapport à un solide 2 :

__________________________________

84. Définition d’une force conservative. _________________

85. moment dipolaire électrique d’un ensemble de deux charges +q en P et –q en N.
_________________

86. moment magnétique d’un circuit parcouru par un courant i(t). Cas d’une boucle circulaire
de rayon R.
______________________ ; __________________________

87. vecteur densité de courant électrique dans un milieu contenant n porteurs de charges q
par unité de volume.
____________________________________

88. moment d’inertie par rapport à Oz d’une masse ponctuelle m placée en M situé à la
distance d de l’axe Oz.
________________________________

89. moment d’inertie par rapport à son axe d’un cercle de masse M et de rayon R.

_________________

90. moment d’inertie par rapport à son axe d’un disque homogène de masse M et de rayon R.

_________________

91. moment d’inertie par rapport à un axe passant par son centre d’une boule homogène de
masse M et de rayon R.
________________________________

92. définition du vecteur polarisation P d’un milieu.
_____________________________

93. définition du vecteur de Poynting  dans un milieu non magnétique.
________________________

94. définition d’un conducteur parfait.

95. définition d’un gaz parfait.


96. définition d’un écoulement parfait.


97. définition d’un amplificateur idéal.


98. définition d’une liaison mécanique parfaite.

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99. définition du débit –masse D d’un fluide en écoulement. m
______________________________

100. Débit –masse D pour un écoulement unidimensionnel (variable x). m
________________________

101. relation entre le débit – masse et le débit volume pour un fluide en écoulement.
__________________________

102. expression du nombre de Reynolds. _________ Dimension ? _________

103. définition du vecteur tourbillon dans un écoulement fluide.
_________________

104. définition d’un écoulement potentiel.
_________________

105. expression de l’accélération particulaire en fonction du champ eulérien des vitesses.
_____________________________

106. définition de l’enthalpie d’un système fermé (P,V,T)
en fonction de son énergie interne. _________________

107. définition de l’énergie libre d’un système fermé (P,V,T).

108. définition de l’enthalpie libre d’un système fermé (P,V,T). _________________

109. Les contraintes d’une évolution isentropique.
____________________________________________________

110. expression du facteur de Boltzmann.
____________________________________________

111. expression du champ électromoteur E pour un phénomène d’induction dans le cas de m
Neumann , puis dans le cas de Lorentz.
____________________________ _______________________________

112. définition du « vecteur de Poynting acoustique ».
_____________________________

113. définition d’un niveau acoustique L en décibels.
_____________________________

VS114. définition du gain en décibels associé à une fonction de transfert Hj()  .
VE
____________________________________________

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115. définition d’une fréquence de coupure.
_____________________________

116. relation entre le facteur de qualité d’un oscillateur amorti et sa bande passante.
______________

117. définition de la vitesse de phase d’un phénomène ondulatoire.
_____________________________

118. définition de la vitesse de groupe d’un phénomène ondulatoire.
_____________________________

119. relation entre l’indice complexe d’un milieu d.l.h.i.
et sa permittivité diélectrique complexe _____________________________

120. expression du vecteur densité de courant de déplacement.
_____________________________

121. expression du vecteur densité de courant de polarisation (en fonction de P ). ________

122. expression de la charge volumique de polarisation (en fonction de P ). _________

VI : Lois de conservation, principes, théorèmes et autres relations.
123. Le principe de Curie en physique classique.


124. Le théorème «  » de Vashy – Buckingham.


125. Le principe de l’inertie.


126. Le principe des actions réciproques.


127. formulation différentielle du premier principe de la thermodynamique pour un système
fermé sous sa forme la plus générale.


128. formulation, différentielle du second principe de la thermodynamique pour un système
fermé (système macroscopiquement au repos).


129. première identité thermodynamique, sous forme différentielle (liant U, S, T, V et P).


130. deuxième identité thermodynamique, sous forme différentielle (liant H, S, T, V et P).


131. Le théorème de Carnot relatif aux machines dithermes.

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132. relation entre P et V, puis entre P et T pour une évolution isentropique d’un gaz parfait de
rapport  constant.


dP
133. Formule de Clapeyron donnant la pente sur la courbe d’équilibre pour le dT équilibre
changement d’état du corps pur.


134. bilan enthalpique en régime stationnaire relatif à l’unité de masse d’un fluide dans une
machine à une entrée et une sortie.


135. bilan enthalpique en régime stationnaire relatif à l’unité de masse d’un fluide dans une
machine calorifugée sans pièces mobiles comportant plusieurs entrées et plusieurs sorties.


136. expression locale du principe de conservation de la charge électrique.


137. expression locale du principe de conservation de la masse.


138. expression locale de la conservation de l’énergie électromagnétique.


139. principe fondamental de la dynamique pour un point matériel de masse m.


140. théorème du moment cinétique pour un point matériel de masse m.


141. les lois de Kepler.
èrea. 1 loi :
èmeb. 2 loi :
èmec. 3 loi :


142. théorème de la résultante cinétique pour un système matériel fermé de masse M.


143. théorème du moment cinétique en projection sur l’axe  pour un système matériel fermé
en rotation autour  à la vitesse angulaire .
____________________________________________________

144. théorème de l’énergie cinétique pour un point matériel de masse m sous forme
variationnelle (entre deux états A et B).
_____________________________________________________

145. théorème de la puissance cinétique
pour un système matériel fermé (cas général). _______________________________________
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