Cours de physique - 1ère et 2ème année de CPGE scientifique, Mécanique du point matériel

Hichem Chaabane

Description

Ce cours de physique est basé sur le programme de 1ère et de 2ème année de CPGE scientifique. Il est composé de 4 chapitres : (1) Mécanique du point matériel (2) Potentiels thermodynamiques (3) Diffusion thermique (4) Diffusion des particules

Sujets

• Classe préparatoire aux grandes écoles
• Cours
• Public Readiness and Emergency Preparedness Act
• exercices
• Mécanique du point

Informations

• Publié par: cours-cpge
• Publié le: 01 janvier 2012
• Nombre de lectures: 2 880
• Licence : En savoir +
  Paternité, pas d'utilisation commerciale, partage des conditions initiales à l'identique
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

 
 
 
 
MÉCANIQUE DU POINT MATÉRIEL 
Cours & Applications 
 
 
 
 
 
 
 
Hichem Chaabane 
Professeur de Physique à l'ISITCom ‐ Hammam Sousse ‐ Tunisie 
 
 
 
 
 
 
Année 2010 Table des Matières 
 
Chapitre I : Cinématique du Point Matériel………………………………………………………………………………  02 
Chapitre II : Dynamique du Point Matériel Dans Un Référentiel Galiléen………………………………….  22 
Chapitre III : Travail Et Énergie………………………………………………………………………………………………….  37 
Chapitre IV : L'Oscillateur Harmonique Et amorti Par Frottement Fluide………………………………….  49 
Chapitre V : Oscillateur Harmonique En Régime Forcé……………………………………………………………..  61 
Chapitre VI : Le Moment Cinétique…………………………………………………………………………………………..  66 
Chapitre VII : Les Changements De Référentiels……………………………………………………………………….  71 
Chapitre VIII : Dynamique du Point Matériel Dans Un Référentiel Non Galiléen………………………  78 
Chapitre IX : Système De Deux Points Matériels En Interaction………………………………………………..  92 
Chapitre X : Les Mouvements À Force Centrale………………………………………………………………………..  103 
 Chapitre I : Cinématique du Point Matériel  2
Chapitre I 
 
 
CINÉMATIQUE DU POINT MATÉRIEL 
 
 
 
 
  La mécanique étudie le mouvement des corps et la relation entre ce mouvement et des notions physiques 
telles que la force et la masse. Elle se divise en trois parties : 
   ‐ la cinématique qui a pour objet l’étude de mouvement en fonction des concepts d’espace et de temps 
en faisant abstraction de ses causes. 
   ‐ la dynamique qui étudie les relations entre les mouvements et les forces qui les produisent. 
   ‐  la  statique  qui  est  l’étude  des  équilibres  et  des  conditions  aux  quels  doivent  satisfaire  les  forces 
s’exerçant sur un corps pour qu’il reste au repos s’il l’est initialement. Dans notre cas nous ne parlerons que très 
peu de la statique, en la mentionnant comme cas particulier de la dynamique. 
 
I ‐ DÉFINITIONS FONDAMENTALES 
 
I ‐ 1 ‐ point matériel 
 
  Un mouvement est le changement continu de la position d’un objet et peut s’accompagner de rotations ou de 
vibrations. Dans de nombreuses situations, on peut traiter l’objet comme s’il s’agissait d’une particule. C’est à 
dire que l’état mécanique du système peut être suffisamment bien représenté par les coordonnées d’un point. 
C’est un élément matériel, cohésif, de petites dimensions par rapport aux autres dimensions mises en jeu. On lui 
associe un scalaire positif   appelé sa masse qui est la quantité de matière contenue dans le volume de l'objet. 
 
I ‐ 2 ‐ événement 
 
  Les phénomènes physiques peuvent être considérés comme un ensemble d’événements, c’est à dire des 
phénomènes élémentaires qui se produisent en des endroits déterminés de l’espace et à un instant donné. 
 
I ‐ 3 ‐ temps 
 
  En mécanique Newtonienne, le temps est une variable indépendante représentée généralement par la lettre   
à l'exclusion de toute autre notation (sauf précisions particulières à un problème déterminé), qui repère l’instant 
où l’événement s’est produit. Cette variable temps s’écoule dans un sens et pas dans l’autre (dans un sens tel que 
la cause précède l’effet): tel événement a lieu après tel autre. Quand on sait classer la succession temporelle des 
événements on dit que l’on a établit une chronologie. 
Nous supposons aussi que le temps est uniforme, ce qui revient à dire que les lois physiques sont invariantes par 
translation dans le temps. 
 
I ‐ 4 ‐ repère d’espace 
 
  On appelle repère d’espace, un ensemble de points dont les distances sont invariables au cours du temps. On 
caractérise généralement un repère d'espace par un point  , origine du repère, choisi conventionnellement et 
une base ( ,, , ,, , ,, ) dont on a intérêt à la choisir orthonormée. 
 
I ‐ 5 ‐ notions de référentiel de temps absolu 
 
  Pour définir la position des différents points de l’espace géométrique, un observateur utilisera un repère 
d’espace (système de coordonnées qui lui est lié) et une horloge pour mesurer les temps. Ce repère espace‐
temps est appelé référentiel. 
Mécanique du Point Matériel  &