Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 11 septembre 2023
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 18 septembre 2023
Le programme de cette semaine est un programme de révision de lycée, auquel s'ajoute le chapitre Grandeurs, mesure, unités et incertitudes
Il est demandé aux colleurs de proposer, en priorité, un exercice de lycée qui nécessite peu de connaissances, ou tel que les données soient dans l'énoncé (qui soit donc faisable par un étudiant qui n'a pas fait la spé PC), mais qui entraîne au raisonnement et à la rigueur. Pas d'application directe du cours, pas de possibilité de bachotage. Le contenu du chapitre Φ0 concerne est parfaitement intégrable à un tel exercice. Une question de cours associée à ce chapitre pourra être posée, mais sans y passer trop de temps, afin de privilégier la mise en oeuvre.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Grandeurs, mesure, unités et incertitudes ainsi que le début du chapitre Formation des images en optique géométrique
Les formules de conjugaison ne sont pas à apprendre.
Grandeurs, mesure et incertitudes
Voir le poly de cours.
Formation des images en optique géométrique
Généralités
Relier la longueur d’onde dans le vide et la couleur.
Modèle de l’optique géométrique : savoir le définir. Notion de rayon lumineux. En indiquer les limites.
Indice d’un milieu transparent.
Stigmatisme : savoir le définir.
Lois de Snell-Descartes
Enoncer ces lois et tracer un schéma associé.
Appliquer ces lois.
Savoir retrouver la condition de réflexion totale.
Image d'un objet par un miroir plan ou une lentille
Construire l’image d’un objet par un miroir plan.
Conditions de l’approximation de Gauss. Énoncer ces conditions.
Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence.
Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle.
Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Evolution d'un système chimique vers un état final
Description d’un système chimique
Décrire la composition d’un système physico-chimique.
Définir la quantité de matière, la concentration, la fraction molaire, la pression partielle.
Identifier le caractère extensif ou intensif d’une variable.
Equilibrer une équation de réaction
Évolution d’un système lors d’une transformation, équiilibre
Définition et utilisation : avancement de la réaction, activité d'une espèce chimique, quotient réactionnel.
Exprimer l’activité d’une espèce chimique pure ou dans un mélange dans le cas de solutions aqueuses très diluées ou de mélanges de gaz parfaits avec référence à l’état standard.
Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimique.
Déterminer la composition chimique du système dans l’état final, en distinguant les cas d’équilibre chimique ou de transformation totale, pour une transformation modélisée par une réaction chimique unique.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Evolution d'un système chimique vers un état final
Description d’un système chimique
Décrire la composition d’un système physico-chimique.
Définir la quantité de matière, la concentration, la fraction molaire, la pression partielle.
Identifier le caractère extensif ou intensif d’une variable.
Equilibrer une équation de réaction
Évolution d’un système lors d’une transformation, équiilibre
Définition et utilisation : avancement de la réaction, activité d'une espèce chimique, quotient réactionnel.
Exprimer l’activité d’une espèce chimique pure ou dans un mélange dans le cas de solutions aqueuses très diluées ou de mélanges de gaz parfaits avec référence à l’état standard.
Prévoir le sens de l’évolution spontanée d’un système chimique.
Déterminer la composition chimique du système dans l’état final, en distinguant les cas d’équilibre chimique ou de transformation totale, pour une transformation modélisée par une réaction chimique unique.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Évolution temporelle d’un système chimique (cinétique)
Généralités
Vitesses de consommation d'un réactif et de formation d'un produit.
Vitesse de réaction (pour une réaction chimique unique supposée sans accumulation d’intermédiaires).
Loi cinétique, constante cinétique.
Ordre d'une réaction : définition. Ordre global, ordre partiel.
Temps de demi-vie d’un réactif, temps de demi-réaction.
Détermination de l'ordre d'une cinétique de réaction
Déterminer l'évolution du réactif pour une réaction à un seul réactif, lorsque l'ordre de la réaction est 0, 1 ou 2.
Déterminer l'ordre d'une réaction à plusieurs réactifs à l'aide de la méthode des mélanges stoechiométriques ou de la dégénérescence de l'ordre (excès d'un réactif). Constante cinétique apparente.
Loi d'Arrhénius
Déterminer la valeur de l’énergie d’activation d’une réaction chimique à partir de valeurs de la constante cinétique à différentes températures.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Évolution temporelle d’un système chimique (cinétique) et sur le chapitre Signaux électriques dans l’ARQS, mais uniquement sur le cours (pas d'exercices).
Cinétique réactionnelle
Généralités
Vitesses de consommation d'un réactif et de formation d'un produit.
Vitesse de réaction (pour une réaction chimique unique supposée sans accumulation d’intermédiaires).
Loi cinétique, constante cinétique.
Ordre d'une réaction : définition. Ordre global, ordre partiel.
Temps de demi-vie d’un réactif, temps de demi-réaction.
Détermination de l'ordre d'une cinétique de réaction
Déterminer l'évolution du réactif pour une réaction à un seul réactif, lorsque l'ordre de la réaction est 0, 1 ou 2.
Déterminer l'ordre d'une réaction à plusieurs réactifs à l'aide de la méthode des mélanges stoechiométriques ou de la dégénérescence de l'ordre (excès d'un réactif). Constante cinétique apparente.
Loi d'Arrhénius
Déterminer la valeur de l’énergie d’activation d’une réaction chimique à partir de valeurs de la constante cinétique à différentes températures.
Signaux électriques dans l’ARQS (question de cours)
Charge électrique, intensité du courant. Exprimer l’intensité du courant électrique en termes de débit de charge. Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans différents domaines d’application.
Référence de potentiel, tension. Puissance.
Exprimer la condition d’application de l’ARQS en fonction de la taille du circuit et de la fréquence.
Lois de Kirchhoff. Relier la loi des nœuds au postulat de la conservation de la charge. Loi des mailles. Utiliser les conventions récepteur et générateur.
Dipôles linéaires : résistances, condensateurs, bobines. Connaitre les relations entre l’intensité et la tension. Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance. Exprimer l’énergie stockée dans un condensateur ou une bobine.
Modélisation linéaire d'une source de tension (représentation de Thévenin pas encore travaillée en exercice).
Association de deux résistances. Remplacer une association série ou parallèle de deux résistances par une résistance équivalente. Etablir et exploiter les relations des diviseurs de tension ou de courant.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Signaux électriques dans l’ARQS
Charge électrique, intensité du courant. Exprimer l’intensité du courant électrique en termes de débit de charge. Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans différents domaines d’application.
Référence de potentiel, tension. Puissance.
Exprimer la condition d’application de l’ARQS en fonction de la taille du circuit et de la fréquence.
Lois de Kirchhoff. Relier la loi des nœuds au postulat de la conservation de la charge. Loi des mailles. Utiliser les conventions récepteur et générateur.
Dipôles linéaires : résistances, condensateurs, bobines. Connaitre les relations entre l’intensité et la tension. Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance. Exprimer l’énergie stockée dans un condensateur ou une bobine.
Modélisation linéaire d'une source de tension (représentation de Thévenin pas encore travaillée en exercice).
Association de deux résistances. Remplacer une association série ou parallèle de deux résistances par une résistance équivalente. Etablir et exploiter les relations des diviseurs de tension ou de courant.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Circuits linéaires du 1er ordre en régime transitoire et sur la partie du chapitre Oscillateurs en régime transitoire consacrée à l'oscillateur harmonique. L'oscillateur amorti n'est pas au prg de colles.
Circuits linéaires du 1er ordre en régime trans.
Distinguer régime transitoire et régime permanent au cours de l’évolution d’un système du premier ordre soumis à un échelon de tension.
Interpréter et utiliser la continuité de la tension aux bornes d’un condensateur ou de l’intensité du courant traversant une bobine.
Établir l’équation différentielle du premier ordre vérifiée par une grandeur électrique dans un circuit comportant une ou deux mailles.
Déterminer la réponse temporelle dans le cas d’un régime libre ou d’un échelon de tension.
Déterminer un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire.
Réaliser un bilan énergétique.
Oscillateurs libres (en régime transitoire)
L'oscillateur harmonique
Établir et reconnaitre l’équation différentielle qui caractérise un oscillateur harmonique ; la résoudre compte tenu des conditions initiales.
Caractériser l’évolution en utilisant les notions d’amplitude, de phase, de période, de fréquence, de pulsation.
Réaliser un bilan énergétique.
Faire l'analogie entre un modèle d'oscillateur harmonique mécanique (masse-ressort) et un modèle d'OH électrique (circuit LC série).
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Oscillateurs en régime transitoire
Oscillateurs libres (en régime transitoire)
L'oscillateur harmonique
Établir et reconnaitre l’équation différentielle qui caractérise un oscillateur harmonique ; la résoudre compte tenu des conditions initiales.
Caractériser l’évolution en utilisant les notions d’amplitude, de phase, de période, de fréquence, de pulsation.
Réaliser un bilan énergétique.
Faire l'analogie entre un modèle d'oscillateur harmonique mécanique (masse-ressort) et un modèle d'OH électrique (circuit LC série).
L'oscillateur amorti
Analyser, sur des relevés expérimentaux, l'évolution de l'allure des régimes transitoires en fonction des paramètres caractéristiques (R, L, C pour l'oscillateur électrique et m, h, k pour l'oscillateur mécanique).
Écrire sous forme canonique l’équation différentielle afin d’identifier la pulsation propre et le facteur de qualité.
Décrire la nature de la réponse en fonction de la valeur du facteur de qualité.
Déterminer la réponse détaillée dans le cas d’un régime libre ou d’un système soumis à un échelon en recherchant les racines du polynôme caractéristique.
Déterminer un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire selon la valeur du facteur de qualité.
Réaliser un bilan énergétique..
Compléter l'analogie élec/méca réalisée pour l'OH.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Oscillateurs en régime transitoire et sur une partie du chapitre Oscillateurs en régime sinusoïdal forcé (uniquement questions de cours)
Oscillateurs libres (en régime transitoire)
L'oscillateur harmonique
Établir et reconnaitre l’équation différentielle qui caractérise un oscillateur harmonique ; la résoudre compte tenu des conditions initiales.
Caractériser l’évolution en utilisant les notions d’amplitude, de phase, de période, de fréquence, de pulsation.
Réaliser un bilan énergétique.
Faire l'analogie entre un modèle d'oscillateur harmonique mécanique (masse-ressort) et un modèle d'OH électrique (circuit LC série).
L'oscillateur amorti
Analyser, sur des relevés expérimentaux, l'évolution de l'allure des régimes transitoires en fonction des paramètres caractéristiques (R, L, C pour l'oscillateur électrique et m, h, k pour l'oscillateur mécanique).
Écrire sous forme canonique l’équation différentielle afin d’identifier la pulsation propre et le facteur de qualité.
Décrire la nature de la réponse en fonction de la valeur du facteur de qualité.
Déterminer la réponse détaillée dans le cas d’un régime libre ou d’un système soumis à un échelon en recherchant les racines du polynôme caractéristique.
Déterminer un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire selon la valeur du facteur de qualité.
Réaliser un bilan énergétique..
Compléter l'analogie élec/méca réalisée pour l'OH.
Oscillateurs en régime sinusoïdal forcé (questions de cours uniquement)
Représentation complexe d'une grandeur en RSF. Amplitude complexe.
Impédances complexes : définition et impédance d’une résistance, d’un condensateur, d’une bobine.
Remplacer une association série ou parallèle de deux impédances par une impédance équivalente, application de diviseur de tensions aux impédances.
Circuit RC série en régime sinusoïdal forcé : calcul de l'expression de la tension aux bornes du condensateur.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Oscillateurs en régime sinusoïdal forcé, Structure des entités chimiques et Cohésion de la matière
Oscillateurs en régime sinusoïdal forcé
Outils pour l'étude du régime sinusoïdal forcé
Représentation complexe d'une grandeur en RSF. Amplitude complexe.
Impédances complexes : définition et impédance d’une résistance, d’un condensateur, d’une bobine.
Remplacer une association série ou parallèle de deux impédances par une impédance équivalente, application de diviseur de tensions aux impédances.
Circuit RC série en régime sinusoïdal forcé : calcul de l'expression de la tension aux bornes du condensateur.
Le circuit RLC série
Utiliser la représentation complexe pour étudier le régime forcé d'un circuit RLC série.
Déterminer la pulsation propre et le facteur de qualité.
Obtenir les expression de l'amplitude et de la phase de la tension aux bornes du condensateur, et de l'intensité pour le RLC série.
Définir l’acuité d’une résonance et la relier au facteur de qualité.
Structure des entités chimiques
Modèle de la liaison covalente
Liaison covalente localisée.
Schéma de Lewis d’une molécule ou d’un ion monoatomique ou d’un ion polyatomique pour les éléments des blocs s et p de la classification.
Citer les ordres de grandeur de longueurs et d’énergies de liaisons covalentes.
Déterminer le nombre d’électrons de valence d’un atome à partir de la position de l’élément dans la classification périodique.
Établir un schéma de Lewis pertinent pour une molécule ou un ion.
Identifier les écarts à la règle de l’octet.
Géométrie et polarité des entités chimiques
Électronégativité : liaison polarisée, moment dipolaire, molécule polaire.
Comparer les électronégativités de deux atomes à partir de données ou de leurs positions dans le tableau périodique.
Prévoir la polarisation d’une liaison à partir des électronégativités comparées des deux atomes mis en jeu.
Relier l’existence ou non d’un moment dipolaire permanent à la structure géométrique donnée d’une molécule.
Déterminer direction et sens du vecteur moment dipolaire d’une liaison ou d’une molécule de géométrie donnée.
Cohésion de la matière
Citer les types d'interactions responsables de la cohésion de la matière : liaison covalente, liaison ionique, liaison métallique, liaison de van der Waals, liaison hydrogène. Préciser à quels éléments ils se rapportent.
Citer les ordres de grandeur énergétiques de ces différentes liaisons
Interpréter l’évolution de températures de changement d’état de corps purs moléculaires à l’aide de l’existence d’interactions de van der Waals ou hydrogène
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Structure des entités chimiques et Cohésion de la matière ainsi que sur le début du chapitre Propagation d’un signal (ondes).
En ce qui concerne le chapitre sur les ondes, il vient d'être commencé (nous avons uniquement vu en cours la partie sur la propagation, c'est-à-dire les sections 1 et 2 du poly), et seuls deux exercices ont été corrigés (les exos 2 et 4 de la feuille de TD). Mais les ondes ont été vues au lycée, bien que sans la modélisation des fonctions d'onde. Il est donc tout à fait possible d'interroger sur le cours et de proposer des exercices qui prolongent ceux de lycée.
Structure des entités chimiques
Modèle de la liaison covalente
Liaison covalente localisée.
Schéma de Lewis d’une molécule ou d’un ion monoatomique ou d’un ion polyatomique pour les éléments des blocs s et p de la classification.
Citer les ordres de grandeur de longueurs et d’énergies de liaisons covalentes.
Déterminer le nombre d’électrons de valence d’un atome à partir de la position de l’élément dans la classification périodique.
Établir un schéma de Lewis pertinent pour une molécule ou un ion.
Identifier les écarts à la règle de l’octet.
Géométrie et polarité des entités chimiques
Électronégativité : liaison polarisée, moment dipolaire, molécule polaire.
Comparer les électronégativités de deux atomes à partir de données ou de leurs positions dans le tableau périodique.
Prévoir la polarisation d’une liaison à partir des électronégativités comparées des deux atomes mis en jeu.
Relier l’existence ou non d’un moment dipolaire permanent à la structure géométrique donnée d’une molécule.
Déterminer direction et sens du vecteur moment dipolaire d’une liaison ou d’une molécule de géométrie donnée.
Cohésion de la matière
Citer les types d'interactions responsables de la cohésion de la matière : liaison covalente, liaison ionique, liaison métallique, liaison de van der Waals, liaison hydrogène. Préciser à quels éléments ils se rapportent.
Citer les ordres de grandeur énergétiques de ces différentes liaisons
Interpréter l’évolution de températures de changement d’état de corps purs moléculaires à l’aide de l’existence d’interactions de van der Waals ou hydrogène
Propagation d'un signal
Exemples de signaux. Identifier les grandeurs physiques correspondant à des ondes acoustiques, des vagues, etc.
Citer quelques ordres de grandeur de fréquences dans les domaines acoustique, mécanique et électromagnétique.
Onde progressive dans le cas d’une propagation unidimensionnelle non dispersive.
Célérité, retard temporel.
Modèle de la fonction d'onde. Écrire les signaux sous la forme f(x-ct) ou g(x+ct), ou sous la forme f(t-x/c) ou g(t+x/c).
Prévoir l’évolution temporelle d'une onde progressive à position fixée et l’évolution spatiale à différents instants.
Milieux dispersifs ou non dispersifs. Définir un milieu dispersif.
Le programme de cette semaine porte sur la mécanique de lycée.
Nous avons commencé la cinématique, mais pas encore corrigé d'exercice en classe entière. L'enjeu de ce programme de colle est de faire réviser la mécanique vue au lycée, des équations-horaires au mouvement des satellites.
Pas de question de cours à prévoir, seulement des exercices de lycée.
Lundi 12 février 2024 : Vacances d'hiver
Lundi 19 février 2024 : Vacances d'hiver
Semaine du lundi 26 février 2024
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Cinématique du point.
... à compléter...
Description et paramétrage du mouvement d’un point
Généralités
Notion de référentiel. Référentiels classiques (terrestre, géocentrique, héliocentrique)
Caractère relatif du mouvement : loi de composition des vitesses de Galilée
Vecteurs vitesse et accélération : définitions
Systèmes de coordonnées
Systèmes de coordonnées cartésiennes, polaires, cylindriques et sphériques.
Exprimer à partir d’un schéma le déplacement élémentaire dans les différents systèmes de coordonnées
Construire le trièdre local associé et en déduire géométriquement les composantes du vecteur vitesse en coordonnées cartésiennes et cylindriques.
Établir les expressions des composantes des vecteurs position, déplacement élémentaire, vitesse et accélération dans les seuls cas des coordonnées cartésiennes et cylindriques.
Etude de mouvements particuliers
Mouvement à vecteur accélération constant.
Mouvement circulaire uniforme et non uniforme.
Dans les deux cas, exprimer le vecteur vitesse et le vecteur position en fonction du temps dans les coordonnées adaptées (polaires dans le second cas).
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Cinématique du point et Dynamique du point matériel.
Description et paramétrage du mouvement d’un point
Généralités
Notion de référentiel. Référentiels classiques (terrestre, géocentrique, héliocentrique)
Caractère relatif du mouvement : loi de composition des vitesses de Galilée
Vecteurs vitesse et accélération : définitions
Systèmes de coordonnées
Systèmes de coordonnées cartésiennes, polaires, cylindriques et sphériques.
Exprimer à partir d’un schéma le déplacement élémentaire dans les différents systèmes de coordonnées
Construire le trièdre local associé et en déduire géométriquement les composantes du vecteur vitesse en coordonnées cartésiennes et cylindriques.
Établir les expressions des composantes des vecteurs position, déplacement élémentaire, vitesse et accélération dans les seuls cas des coordonnées cartésiennes et cylindriques.
Etude de mouvements particuliers
Mouvement à vecteur accélération constant.
Mouvement circulaire uniforme et non uniforme.
Dans les deux cas, exprimer le vecteur vitesse et le vecteur position en fonction du temps dans les coordonnées adaptées (polaires dans le second cas).
Dynamique du point matériel, lois de Newton
Lois de Newton
Masse d’un système. Quantité de mouvement d’un point et d’un système de points. Lien avec la vitesse du
centre de masse d’un système fermé.
Première loi de Newton : principe d’inertie. Référentiels galiléens. Décrire le mouvement relatif de deux référentiels galiléens.
Notion de force.
Troisième loi de Newton. Établir un bilan des forces sur un système ou sur plusieurs systèmes en interaction et en rendre compte sur un schéma.
Deuxième loi de Newton. Déterminer les équations du mouvement d’un point matériel ou du centre de masse d’un système fermé dans un référentiel galiléen.
Forces particulières
Force de gravitation. Modèle du champ de pesanteur uniforme au voisinage de la surface d’une planète. Mouvement dans le champ de pesanteur uniforme.
Force de frottement fluide. Influence de la résistance de l’air sur un mouvement de chute. Exploiter, sans la résoudre analytiquement, une équation différentielle : analyse en ordres de grandeur, détermination de la vitesse limite (exercice 6 du TD, non corrigé pour le moment)
Le pendule simple
Établir l’équation du mouvement du pendule simple.
Justifier l’analogie avec l'oscillateur harmonique dans le cadre de l'approximation linéaire.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Dynamique du point matériel et Approche énergétique du mouvement d'un point matériel.
Dynamique du point matériel, lois de Newton
Lois de Newton
Masse d’un système. Quantité de mouvement d’un point et d’un système de points. Lien avec la vitesse du
centre de masse d’un système fermé.
Première loi de Newton : principe d’inertie. Référentiels galiléens. Décrire le mouvement relatif de deux référentiels galiléens.
Notion de force.
Troisième loi de Newton. Établir un bilan des forces sur un système ou sur plusieurs systèmes en interaction et en rendre compte sur un schéma.
Deuxième loi de Newton. Déterminer les équations du mouvement d’un point matériel ou du centre de masse d’un système fermé dans un référentiel galiléen.
Forces particulières
Force de gravitation. Modèle du champ de pesanteur uniforme au voisinage de la surface d’une planète. Mouvement dans le champ de pesanteur uniforme.
Force de frottement fluide. Influence de la résistance de l’air sur un mouvement de chute. Exploiter, sans la résoudre analytiquement, une équation différentielle : analyse en ordres de grandeur, détermination de la vitesse limite (exercice 6 du TD, non corrigé pour le moment)
Le pendule simple
Établir l’équation du mouvement du pendule simple.
Justifier l’analogie avec l'oscillateur harmonique dans le cadre de l'approximation linéaire.
Approche énergétique du mouvement d'un point
Puissance, travail et énergie cinétique
Ordres de grandeurs de quelques travaux et puissances : .
Théorèmes de l’énergie cinétique et de la puissance cinétique dans un référentiel galiléen, dans le cas d’un système modélisé par un point matériel.
Champ de force conservative, énergie potentielle et théorème de l'énergie mécanique
Établir et citer les expressions de l’énergie potentielle de pesanteur (champ uniforme), de l’énergie potentielle gravitationnelle (champ créé par un astre ponctuel), de l’énergie potentielle élastique.
Relier l’expression d’une force à celle de l’énergie potentielle.
Distinguer force conservative et force non conservative.
Théorème de l'EM. Reconnaître les cas de conservation de l'énergie mécanique.
Mouvement conservatif à une dimension
Déduire d’un graphe d’énergie potentielle le comportement qualitatif : trajectoire bornée ou non, mouvement périodique, positions de vitesse nulle.
Déduire d’un graphe d’énergie potentielle l’existence de positions d’équilibre.
Analyser qualitativement la nature, stable ou instable, de ces positions.
Établir l’équation différentielle du mouvement au voisinage d’une position d’équilibre.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Approche énergétique du mouvement d'un point matériel et Mouvements de particules chargées.
Approche énergétique du mouvement d'un point
Puissance, travail et énergie cinétique
Ordres de grandeurs de quelques travaux et puissances : .
Théorèmes de l’énergie cinétique et de la puissance cinétique dans un référentiel galiléen, dans le cas d’un système modélisé par un point matériel.
Champ de force conservative, énergie potentielle et théorème de l'énergie mécanique
Établir et citer les expressions de l’énergie potentielle de pesanteur (champ uniforme), de l’énergie potentielle gravitationnelle (champ créé par un astre ponctuel), de l’énergie potentielle élastique.
Relier l’expression d’une force à celle de l’énergie potentielle.
Distinguer force conservative et force non conservative.
Théorème de l'EM. Reconnaître les cas de conservation de l'énergie mécanique.
Mouvement conservatif à une dimension
Déduire d’un graphe d’énergie potentielle le comportement qualitatif : trajectoire bornée ou non, mouvement périodique, positions de vitesse nulle.
Déduire d’un graphe d’énergie potentielle l’existence de positions d’équilibre.
Analyser qualitativement la nature, stable ou instable, de ces positions.
Établir l’équation différentielle du mouvement au voisinage d’une position d’équilibre.
Mouvement de particules chargées dans des champs électrique et magnétostatique, uniformes et stationnaires
Force de Lorentz exercée sur une charge
Puissance de la force de Lorentz.
Justifier qu’un champ électrique peut modifier l’énergie cinétique d’une particule alors qu’un champ magnétique peut courber la trajectoire sans fournir d’énergie à la particule.
Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique uniforme.
Mettre en équation le mouvement et le caractériser comme un mouvement à vecteur accélération constant.
Effectuer un bilan énergétique pour déterminer la valeur de la vitesse d'une particule chargée accélérée par une différence de potentiel.
Mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétostatique uniforme dans le cas où le vecteur vitesse initial est perpendiculaire au champ magnétostatique.
Déterminer le rayon de la trajectoire et le sens de parcours.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Mouvements de particules chargées et Moment cinétique.
Rmq : le TD sur le moment cinétique a juste été effleuré. Sur ce chapitre, privilégier le cours.
Mouvement de particules chargées dans des champs électrique et magnétostatique, uniformes et stationnaires
Force de Lorentz exercée sur une charge
Puissance de la force de Lorentz.
Justifier qu’un champ électrique peut modifier l’énergie cinétique d’une particule alors qu’un champ magnétique peut courber la trajectoire sans fournir d’énergie à la particule.
Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique uniforme.
Mettre en équation le mouvement et le caractériser comme un mouvement à vecteur accélération constant.
Effectuer un bilan énergétique pour déterminer la valeur de la vitesse d'une particule chargée accélérée par une différence de potentiel.
Mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétostatique uniforme dans le cas où le vecteur vitesse initial est perpendiculaire au champ magnétostatique.
Déterminer le rayon de la trajectoire et le sens de parcours.
Moment cinétique
Moment cinétique d’un point matériel par rapport à un point et par rapport à un axe orienté.
Moment cinétique d’un système discret de points par rapport à un axe orienté.
Moment d’une force par rapport à un point ou un axe orienté. Utiliser le bras de levier.
Théorème du moment cinétique en un point fixe dans un référentiel galiléen.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Moment cinétique et Mouvements dans un champ de force centrale.
Moment cinétique
Pour un point matériel
Moment cinétique d’un point matériel par rapport à un point et par rapport à un axe orienté.
Moment cinétique d’un système discret de points par rapport à un axe orienté.
Moment d’une force par rapport à un point ou un axe orienté. Utiliser le bras de levier.
Théorème du moment cinétique en un point fixe dans un référentiel galiléen.
Conservation du moment cinétique.
Pour un solide
Définition d’un solide (différencier un solide d’un système déformable)
Rotation autour d'un axe fixe. Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer sa vitesse en fonction de sa distance à l’axe et de la vitesse angulaire.
Moment cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe, moment d’inertie.
Relier qualitativement le moment d’inertie à la répartition des masses.
Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen (exploiter, pour un solide, la relation entre le moment cinétique scalaire, la vitesse angulaire de rotation et le moment d’inertie fourni).
Pendule pesant. Établir l’équation du mouvement.
Approche énergétique du mouvement d’un solide en rotation autour d’un axe fixe orienté, dans un référentiel galiléen : théorème de l’énergie cinétique pour un solide en rotation autour de cet axe.
Mouvements dans un champ de force centrale conservatif
Point matériel soumis à un champ de force centrale conservatif : généralités
Établir la conservation du moment cinétique à partir du théorème du moment cinétique.
Établir les conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan, loi des aires.
Conservation de l’énergie mécanique.
Énergie potentielle effective. Décrire qualitativement le mouvement radial à l’aide de l’énergie potentielle effective.
État lié et état de diffusion. Relier le caractère borné du mouvement radial à la valeur de l’énergie mécanique.
Cas particulier du champ newtonien
Lois de Kepler.
Cas particulier du mouvement circulaire : satellite, planète.
Établir que le mouvement est uniforme et déterminer sa période.
Établir la troisième loi de Kepler dans le cas particulier de la trajectoire circulaire. Exploiter sans
démonstration sa généralisation au cas d’une trajectoire elliptique.
Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement circulaire.
Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement elliptique en fonction du demi-grand axe.
Le programme de cette semaine porte sur les chapitres Mouvements dans un champ de force centrale et Réactions d'oxydo-réduction.
Mouvements dans un champ de force centrale conservatif
Point matériel soumis à un champ de force centrale conservatif : généralités
Établir la conservation du moment cinétique à partir du théorème du moment cinétique.
Établir les conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan, loi des aires.
Conservation de l’énergie mécanique.
Énergie potentielle effective. Décrire qualitativement le mouvement radial à l’aide de l’énergie potentielle effective.
État lié et état de diffusion. Relier le caractère borné du mouvement radial à la valeur de l’énergie mécanique.
Cas particulier du champ newtonien
Lois de Kepler.
Cas particulier du mouvement circulaire : satellite, planète.
Établir que le mouvement est uniforme et déterminer sa période.
Établir la troisième loi de Kepler dans le cas particulier de la trajectoire circulaire. Exploiter sans
démonstration sa généralisation au cas d’une trajectoire elliptique.
Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement circulaire.
Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement elliptique en fonction du demi-grand axe.
Réactions d'oxydo-réduction
Généralités
Relier la position d’un élément dans le tableau périodique et le caractère oxydant ou réducteur du corps simple correspondant.
Nombre d’oxydation.
Identifier l’oxydant et le réducteur d’un couple.
Exemples d’oxydants et de réducteurs minéraux usuels : couples de l'eau, ions thiosulfate, permanganate, hypochlorite.
Pile : fonctionnement. Demi-piles.
Potentiel d'électrode, formule de Nernst
Potentiel d’électrode. Tension à vide d'une pile.
Electrodes de référence, ESH.
Formule de Nernst.
Potentiels rédox et sens des réactions (aspect thermodynamique des réactions d’oxydo-réduction)
Prévoir qualitativement ou quantitativement le caractère thermodynamiquement favorisé ou défavorisé d’une réaction d’oxydo-réduction à partir des potentiels standard des couples.
Le programme de cette semaine porte sur le chapitre Réactions d'oxydo-réduction et Réactions acido-basiques. En ce qui concerne ce dernier chapitre, c'est le prg de Terminale.
Réactions d'oxydo-réduction
Généralités
Relier la position d’un élément dans le tableau périodique et le caractère oxydant ou réducteur du corps simple correspondant.
Nombre d’oxydation.
Identifier l’oxydant et le réducteur d’un couple.
Exemples d’oxydants et de réducteurs minéraux usuels : couples de l'eau, ions thiosulfate, permanganate, hypochlorite.
Pile : fonctionnement. Demi-piles.
Potentiel d'électrode, formule de Nernst
Potentiel d’électrode. Tension à vide d'une pile.
Electrodes de référence, ESH.
Formule de Nernst.
Potentiels rédox et sens des réactions (aspect thermodynamique des réactions d’oxydo-réduction)
Prévoir qualitativement ou quantitativement le caractère thermodynamiquement favorisé ou défavorisé d’une réaction d’oxydo-réduction à partir des potentiels standard des couples.
Dismutation et médiamutation.
Réactions acido-basiques
C'est le programme de Terminale : proposer des exos type bac (en version courte).
