Programme de colle – Mécanique
Questions de cours et exercices : Cinématique du point (Reprise du programme précédent)
Dynamique du point en référentiel galiléen
Questions de cours et exercices : dynamique du point
Système étudié : point matériel, masse inertielle, quantité de mouvement
Forces : définition et caractérisation (point d’application, direction, sens, intensité)
Interactions fondamentales
Forces à distance : interaction gravitationnelle, poids, interaction électromagnétique
Forces de contact :
- Tension d’un fil : modèle inélastique / plastique
- Tension d’un ressort : modèle élastique, loi de Hooke
- Réaction d’un support : lois de Coulomb
- Forces de frottement fluide
- Poussée d’Archimède
Les trois lois de Newton en référentiel galiléen
Limites de la mécanique classique
Étude de mouvements usuels
- Chute libre sans frottement
- Chute libre avec frottement
- Oscillateur harmonique (non amorti et amorti) : exemple du ressort
- Oscillateur harmonique en régime forcé
- Pendule (pendule simple / pendule pesant)
Méthode générale de résolution d’un problème de dynamique
Étude du pendule simple
Questions de cours (pour celles sur les lois de Newton sentez-vous libre d'en donner plusieurs d'un. coup)
Donner l’expression de la force de gravitation universelle. Définir le poids d’un corps et préciser les différences entre poids et interaction gravitationnelle. (aucun calcul de dénivelé de la terre n'a été fait ou présenté pour l'heure en classe)
Donner l’expression de la force d'intéraction éléctrostatique. Définir le champ éléctrostique et mettre la force sous la forme qE
Décrire les forces de contact : force exercée par un ressort (loi de Hooke) en définissant les constantes, scalaires ou vectorielles, introduites.
Décrire les forces de contact : tension d’un fil (modèle fil inextensible, sans masse). Préciser direction, sens et point d’application.
Décrire les forces de contact : Réaction d'un support à un objet (décomposition normale + frottement) et énoncer les lois de Coulomb (adhérence / glissement).
Décrire les forces de frottement fluide. Donner les modèles usuels (force proportionnelle à v ou à v²) et préciser l’orientation de la force.
Définir et exprimer la poussée d’Archimède. Préciser direction, sens, point d’application et paramètres physiques introduits.
Énoncer la première loi de Newton. Préciser la notion de référentiel galiléen.
Énoncer la deuxième loi de Newton. Donner son expression mathématique et préciser les conditions de validité.
Énoncer la troisième loi de Newton et illustrer le principe des actions réciproques.
Présenter la méthode générale de résolution d’un problème de dynamique du point.
Présenter l’oscillateur harmonique non amorti à partir de l’exemple du ressort. Établir l’équation du mouvement, définir la pulsation propre et décrire la solution.
Présenter l’oscillateur harmonique amorti (frottement fluide proportionnel à la vitesse). Écrire l’équation différentielle et décrire les différents régimes (pseudo-périodique, critique, apériodique).
Présenter l’oscillateur harmonique en régime forcé. Écrire l’équation du mouvement, définir le régime transitoire et le régime permanent, et commenter le phénomène de résonance.
Décrire le pendule simple. Établir l’équation du mouvement et préciser les hypothèses utilisées.
