Physique
I : Eléments cinétique (masse, centre de masse, quantité de mouvement, ...)
- Définir le centre d'inertie.
- Établir l'expression de la quantité de mouvement pour un système de deux points en fonction de la masse totale et du vecteur vitesse du centre d'inertie.
Exo fait en cours : calcul centre de masse d'une tige avec deux masse différentes de chaque coté
II : Lois de Newton (Principe d'inertie, Principe fondamental de la dynamique, Principe de l'action et de la réaction, référentiel Galiléen)
- Définir référentiel galiléen Énoncer le principe d'inertie (1ère loi de Newton).
- Énoncer le principe fondamental de la dynamique (2ème loi de Newton).
- Enoncer la principe des actions réciproques ( 3ème loi de Newton).
III : Mouvement dans champ de pesanteur uniforme
- Interaction gravitationnelle et poids
- Force exercée par un fluide : Poussé Archimède, force frottements linéaires et quadratiques)
- Donner les expressions de la force gravitationnelle et du poids.
- Étudier le mouvement d'un système modélisé par un point matériel dans un champ de pesanteur uniforme en l'absence de frottement : établir les équations horaires et l'équation de la trajectoire.
Exo fait en cours : Mouvement en 2 D, uniquement soumis au poids : équation horaires, équations du mouvement, détermination flèche, portée, ...
Exo fait en cours : Chute verticale d'une bille, poids et poussée Archimède, "poids apparent'
- Étudier le mouvement d'un système soumis à une force de frottement fluide : établir l'équation différentielle vérifiée par le vecteur vitesse, en déduire la vitesse limite. Établir une équation adimensionnée.
Exo fait en cours : Comparaison des modèles pour une chute verticale d'une bille soumise à aucun frottements, à des frottements linéaires et à des frottements quadratiques. Equation différentielle, équation différentielle adimensionnée, vitesse limite.
Résoudre l'équation linéaire ou proposer une méthode numérique de résolution.
IV Pendule simple (tension du fil, modélisation du pendule, équation de l'oscillateur harmonique (petite oscillations) et résolution)
- Établir l'équation du mouvement du pendule simple.
- Linéariser l'équation différentielle obtenue. Commenter.
Exo fait en cours : Pendule simple écarté de sa position d'équilibre et lâché sans vitesse initiale.
V : Mouvement sur un support solide (lois de Coulomb)
- À partir des lois de Coulomb sur le frottement, déterminer : une condition d'équilibre (sur une pente par exemple) ; une distance de freinage ; l'équation du mouvement.
Exo fait en cours : Distance de freinage, condition d'équilibre sur pente, mouvement sur une pente avec détermination du sens de la réaction tangentielle
Les lois de Coulomb ne doivent pas être connues, mais doivent avoir être exploitées
VI : Comportement élastique (test de traction, force de rappel exercée par un ressort)
Modéliser le comportement élastique d'un matériau par la loi de Hooke. Donner les limites de cette loi.
I : Signaux périodiques
- Développement en série de Fourier d'un signal périodique
- Donner la décomposition en série de Fourier d'un signal périodique (sans exprimer les coefficients de Fourier)
- Étude d'un signal périodique : valeur moyenne et valeur efficace
- Définir valeur moyenne et valeur efficace d'un signal périodique
- Établir l'expression de la valeur moyenne et la valeur efficace d'un signal périodique (sinusoïdal, sinusoïdal avec composante continue, et signal créneau ou triangulaire si les fonctions sont données)
- Fonctionnement du multimètre : AC et DC
II : Fonction de transfert harmonique et diagramme de Bode
- Filtre linéaire (linéarité, théorème de superposition, ...)
- Fonction de transfert harmonique
- Diagramme de Bode
- Pulsation de coupure, bande passante
- Différents filtres (ordre, nature, ...)
- Prédire la nature d'un filtre en étudiant le comportement des dipôles en hautes et basses fréquences
- Définir la fonction de transfert harmonique d’un filtre linéaire.
- Définir le gain, la phase et le gain en décibels d’une fonction de transfert harmonique.
- Définir le diagramme de Bode d’un filtre linéaire.
- Qu’est-ce que l’échelle logarithmique ? Comment lit-on une fréquence sur une échelle logarithmique ?
- Définir la pulsation de coupure à −3dB et la bande passante à −3dB. (2 définitions : à partir du gain, et du gain en décibels).
- Déterminer une pulsation de coupure par le calcul ou par lecture graphique
III : Etude de filtres
- Passe bas, passe haut ordre 1 et 2
- Tracer le diagramme de Bode d’un filtre passe-bas du premier ordre ou d’un filtre passe-haut du premier ordre en effectuant une étude asymptotique.
- Expliquer la méthode à appliquer pour déterminer le signal de sortie d’un filtre connaissant le signal d’entrée et la fonction de transfert ou le diagramme de Bode.
- Passe bas, passe bande ordre 2
IV : Réponse d'un filtre à une excitation
- Réponse d'un filtre à un signal sinusoïdal
- Réponse d'un filtre à une somme de signaux sinusoïdaux
- Réponse d'un filtre à un signal périodique
V : Mise en cascade de filtres
- Impédances d'entrée et de sortie
- Mise en cascade de deux filtres
Exemples de questions de cours :
- Quel filtre doit-on utiliser pour réaliser une moyenne ? une intégration ? une dérivation ? Dans quelle condition
doit-on l’utiliser ?
- Que doit-on respecter quand on met en cascades plusieurs filtres pour que le fonctionnement de chaque filtre ne soit pas perturbé par la présence du suivant ?
- ...(liste non exhaustive)
Questions sur le mode AC/DC oscilloscope
Principe de la méthode et implémentation.
