cours-006-H2002

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Extrait

COLLÈGE MONTMORENCY PLAN DE COURS
DÉPARTEMENT: Physique TITRE DU COURS : Mise à niveau pour
Physique 054-534
oPROFESSEUR : Larbi ABADLI N DE COURS: 203-006-06
Local : C-3681 (Tél.[phone]) SESSION : Hiver 2002
Courrier E : [e-mail] Ma page Web : www.cmontmorency.qc.ca/~labadli
OBJECTIFS GÉNÉRAUX
Ce cours de physique s'adresse aux étudiantes et étudiants qui, au
secondaire, ont réussi le cours Sciences physiques 056-436 et qui n'ont pas
suivi le cours Physique 054-534.
Ce cours d'appoint comporte deux parties: la première partie traite les
phénomènes mécaniques, tandis que la deuxième partie s'intéresse aux
phénomènes lumineux.
er
L'objectif de la 1 partie est d'explorer et décrire des phénomènes
physiques présents dans la nature, en découvrir les causes et comprendre les
phénomènes mécaniques qui y sont reliés.
èmeL'objectif de la 2 partie est d'observer des phénomènes lumineux
présents dans l'environnement afin d'en tirer quelques propriétés de la
lumière et de comprendre le fonctionnement d'appareils optiques.
OBJECTIFS PARTICULIERS
À la fin du cours, l'étudiante ou l'étudiant devra comprendre les
notions suivantes:
PHÉNOMÈNES MÉCANIQUES
1- Décrire le mouvement d'un corps.
1-1 Représenter, à l'aide des vecteurs, la position, le déplacement,
la vitesse et l'accélération d'un corps.
1-2 Tracer les graphiques qui représentent l'accélération, la vitesse
et la position en fonction du temps.
1-3 Utiliser les caractéristiques de ces graphiques (la pente, l'aire
sous la courbe) et les diverses relations pour décrire les
mouvements rectilignes uniformes et uniformément accélérés.
2- Décrire, à l'aide des calculs pertinents, les effets des forces exercées
sur un corps par un autre corps.
2-1 Distinguer les concepts de force (force gravitationnelle, force
électrostatique, forces de contact) et le concept de masse.
12-2 Décrire les effets des forces sur le mouvement à l'aide des lois
de Newton.
2-3 Représenter, à l'aide de vecteurs, les forces qui agissent sur un
corps en situation d'équilibre et d'accélération.
2-4 Calculer l'accélération et la variation de la quantité de
mouvement d'un corps sous l'effet de forces.
3- Déterminer l'énergie fournie pour exécuter un travail nécessaire pour
déplacer un corps.
3-1 Trouver le travail d'une force constante durant le déplacement
d'un corps.
3-2 Calculer l'énergie potentielle et l'énergie cinétique d'un corps
selon sa position et sa vitesse.
3-3 Démontrer que le travail effectué par les forces appliquées sur un
objet est égal à la variation de son énergie cinétique.
3-4 Appliquer la loi de la conservation de l'énergie au travail
effectué par différentes machines simples.
3-5 Calculer la puissance et le rendement d'une machine simple.
PHÉNOMÈNES LUMINEUX
4- Trouver la position de l'image formée par des miroirs.
4-1 Décrire les sources et le mode de propagation de la lumière.
4-2 Appliquer la loi de réflexion pour trouver la position de l'image
formée par un miroir plan ou courbe par dessin et par calcul.
4-3 Décrire les divers miroirs courbes et leurs caractéristiques.
4-4 Trouver la position, la grandeur, le sens et la nature de l'image
formée par un miroir convexe ou concave par dessin, par calcul et
expérimentalement.
5- Trouver la position de l'image formée par les lentilles.
5-1 Appliquer la loi de la réfraction pour trouver la position de
l'image formée dans différents milieux transparents juxtaposés.
5-2 Décrire, à l'aide d'un schéma, la dispersion de la couleur par un
prisme.
5-3 Trouver la position, la grandeur, le sens et la nature de l'image
formée par une lentille convergente ou divergente par dessin, par
calcul et expérimentalement.
26- Analyser le fonctionnement de certains instruments optiques.
6-1 Décrire l=œil et son fonctionnement.
6-2 Décrire, qualitativement et à l'aide d'un schéma, la myopie,
l'hypermétropie et l'astigmatisme et suggérer des lentilles de
correction.
6-3 Trouver la position, la grandeur, le sens et la nature de l'image
formée par différents appareils optiques (télescope, microscope,
appareil photo) par calcul, par dessin et expérimentalement.
CONTENU
EN PHÉNOMÈNES MÉCANIQUES
1- Le mouvement.
Caractériser le mouvement en définissant le vecteur position, le
vecteur déplacement, la distance, le vecteur vitesse moyen et instantané et le
vecteur accélération moyen et instantané.
2- Les forces.
Qu'est-ce qu'une force? Recherche de l'équilibre des forces. Force
résultante et force équilibrante. Masse et poids.
3- L'analyse du mouvement: La cinématique.
La position, la vitesse et l'accélération d'un corps en chute
libre. Mouvement uniformément accéléré. Mouvement rectiligne uniforme. Analyse
graphique. Les équations du mouvement.
4- Les forces et le mouvement: La dynamique.
Force et accélération. Masse et accélération. Les lois de Newton.
La gravitation. Impulsion et quantité de mouvement. Le frottement.
5- Travail, Puissance et Machines simples.
Les machines simples. Le travail mécanique. Le rendement d'une
machine. La puissance mécanique. Travail, puissance et rendement: application
aux machines.
6- L'énergie mécanique.
L'énergie potentielle gravitationnelle. L'énergie cinétique. La
conservation de l'énergie. Des transformations d'énergie.
3PHÉNOMÈNES LUMINEUX
1- La propagation de la lumière.
Phénomènes lumineux autour de nous. Sources de lumière. Faisceaux,
pinceaux et rayons. La vitesse de la lumière. Ombre et pénombre.
2- La réflexion de la lumière.
Réflexion diffuse et réfection spéculaire. Réflexion sur un miroir
plan. Les lois de la réfraction. Réflexion sur un miroir courbe. Les équations
des miroirs courbes.
3- La réfraction de la lumière.
Le phénomène de la réfraction. La dispersion de la lumière. Les
lois de la réfraction. Indice relatif de réfraction. Réflexion totale interne.
4- Les lentilles.
Du prisme à la lentille. Distance focale. Lentille convergente et
divergente. Vergence.
5- Les lentilles et les images.
Images formées par une lentille convergente ou divergente. Tracé
des rayons. Les équations des lentilles. Perception visuelle. L=œil, anomalies
et corrections. Instruments d'optique (microscope, télescope).
MÉTHODOLOGIE
La partie théorique va être essentiellement axée sur le volume de
référence Elliott (Physique 534: lumière, optique et mécanique).
On a 4 périodes de théorie et 2 périodes de travaux pratiques par
semaine et exigera 4 périodes de travail personnel de la part de l=étudiant(e)
par semaine. La partie théorique sera présentée sous forme d=exposée en classe
suivi de temps en temps par des exercices formatifs de façon à concrétiser
immédiatement les notions étudiées, ce qui vous permettra de vérifier votre
niveau de connaissance, de compréhension de la matière.
Pour la compréhension des concepts théoriques abordés en cours; on fera
des expériences au laboratoire. Les étudiants travailleront en équipe de deux.
Les rapports seront remis une semaine plus tard. Tout retard sera sanctionné
de 20% de la note attribuée.
Il y aura 4 examens réguliers. Chaque examen portera principalement sur
la matière étudiée depuis l'examen précédent, cependant il faut toujours être
en connaissance des différentes formules trouvées auparavant; donc c'est
cumulatif. Une absence à un examen entraînera automatiquement la note zéro,
sauf s=il a un motif valable.
Selon la politique d=évaluation des apprentissages du Collège
Montmorency, l=élève doit être présent à chacun des cours auxquels il est
4inscrit. L=étudiant qui s=absente à plus de 10% du nombre total de périodes de
ce cours peut se voir attribuer une note ne dépassant pas 50%. Un retard au
début du cours ou un départ avant la fin du cours pourra être considéré comme
une absence.
Tous les étudiants doivent posséder à tous les cours le matériel
suivant : crayons à la mine, gom