Derniers contenus

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. 

I : Oscillateur mécanique en RSF 

- Mise en équation du problème (système masse ressort avec une "force" d'excitation sinusoïdal) 

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée la position d'une masse pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (système masse ressort)  

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de l'élongation. 

- Représentation complexe de signaux physiques

 - Passage entre notation réelle et notation complexe de signaux, calcul de module, d'argument 

- Résonance en élongation 

- Définir le phénomène de résonance 

- Etudier la résonance en élongation 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $ \omega_0 $ et $ Q $. 

II : Etude de circuits en RSF 

- Impédances et association d'impédances, loi d'Ohm généralisée

 - Donner l'impédance complexe d'un condensateur, d'une bobine, réaliser une association d'impédances (condensateur, bobine, résistance)  

- Loi des mailles et des nœuds en régime sinusoïdal forcé, ponts diviseurs

 -  Présenter et utiliser sur un exemple les lois des mailles et des nœuds en représentation complexe. 

 -  Présenter et utiliser sur un exemple les ponts diviseurs (tension et courant) en représentation complexe. 

III : Résonance dans un circuit RLC série 

- Résonance en tension aux bornes de $C$ (en charge)

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée la tension aux bornes du condensateur pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (RLC série) .

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de la tension aux bornes de $ C $. 

- Déterminer une amplitude complexe directement à partir des impédances (sans passer par l'équation différentielle).

- Etudier la résonance en tension aux bornes de $C$. 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $\omega_0$ et $Q$. 

- Résonance en intensité :

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée l'intensité du courant pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (RLC série) .

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de l'intensité du courant.

- Déterminer une amplitude complexe directement à partir des impédances (sans passer par l'équation différentielle).

- Etudier la résonance en intensité du courant (pulsation de résonance, bande passante, acuité, ...). 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $\omega_0$ et $Q$. 

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 : Oscillateur harmonique : mise en équation du système masse ressort (sans frottements) et du circuit LC, résolution, bilan de puissance.

- Définir les caractéristiques d’un signal sinusoïdal : amplitude, période, fréquence, pulsation et phase à l’origine des temps.

- Donner l’expression d’un signal harmonique/sinusoïdal.

- Donner les relations entre la période, la fréquence et la pulsation.

- Donner l'expression de la force de rappel d'un ressort (loi de Hook) 

- Établir l’équation différentielle du mouvement d’une masse accrochée à un ressort horizontal ou vertical

- Établir l’équation différentielle vérifiée par la tension aux bornes du condensateur dans un circuit LC série.

- Déterminer les conditions initiales d’un circuit électrique LC série.

- Résoudre l’équation différentielle de l’oscillateur harmonique $\ddot{y} + \omega_0 ^2 y = b$ connaissant les conditions initiales $y(0)$ et $\dfrac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d}t}(0)$

- Représenter l’allure de l’évolution temporelle, en tenant compte des conditions initiales, en plaçant dessus l’amplitude, la valeur moyenne et la période.

- Donner les expressions de l’énergie cinétique, l’énergie potentielle de pesanteur, l’énergie potentielle élastique d’un point matériel.

- Exprimer l’énergie mécanique d’un oscillateur mécanique harmonique.

- Faire le bilan de puissance du circuit LC série.

II : Oscillateur amortis : mise en équation du système masse ressort (avec frottements) et du circuit RLC, résolution et 3 régimes (pseudo-périodique, apériodique, critique, durée du régime transitoire), bilan de puissance.

- Établir l'équation différentielle vérifiée par la position de la masse accrochée à un ressort vertical. L'écrire sous forme canonique en identifiant les expressions du facteur de qualité $Q$ et de la pulsation propre $\omega_0$.

- Établir l'équation différentielle vérifiée par la tension aux bornes du condensateur dans le circuit RLC série alimenté (ou non) par un générateur de tension (continue). L'écrire sous forme canonique en identifiant les expressions du facteur de qualité $Q$ et de la pulsation propre $\omega_0$.

- Décrire les régimes transitoires selon la valeur du facteur de qualité.

- Déterminer les conditions initiales du circuit RLC série en réponse à un échelon de tension ou en régime libre. 

- Établir les solution de l'équation différentielle d'un oscillateur amorti selon la valeur du facteur de qualité.

- Donner les expressions des ordres de grandeur des durées des trois régimes transitoires en fonction de $Q$ et $\omega_0$

I : Cadre de l'étude

- Système / Référentiel / Cadre et limite de la mécanique classique 

II : Décrire un mouvement 

- Vecteur position / vecteur vitesse / vecteur accélération / vecteur déplacement élémentaire / différents types de mouvements

III : Systèmes de coordonnées

-Coordonnées cartésiennes / Coordonnées cylindro-polaires (cylindriques) et base de Frenet / Coordonnées sphériques

 Exemples de  questions  de cours  

- Décrire le système de coordonnées cartésiennes. Exprimer le déplacement élémentaire, en déduire les composantes du vecteur vitesse.

- Établir les expressions des composantes du vecteur position, vitesse et accélération en coordonnées cartésiennes.

- Décrire le système de coordonnées cylindriques. Exprimer le déplacement élémentaire, en déduire les composantes du vecteur vitesse.

- Établir les expressions des composantes du vecteur position, vitesse et accélération en coordonnées cylindriques.

- Décrire le système de coordonnées sphériques. Exprimer le déplacement élémentaire.

 Etablir les expressions des vecteurs vitesse et accélération en coordonnées sphériques n'est pas exigible 

-Pour un mouvement à vecteur accélération constant, établir l'expression du vecteur vitesse et vecteur position en fonction du temps. 

- Établir l'expression de la trajectoire en coordonnées cartésiennes.

- Pour un mouvement circulaire uniforme ou non uniforme, établir les composantes du vecteur position, du vecteur vitesse et du vecteur accélération en coordonnées polaires planes.

- Présenter la base de Frenet.

I : Oscillateur mécanique en RSF 

- Mise en équation du problème (système masse ressort avec une "force" d'excitation sinusoïdal) 

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée la position d'une masse pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (système masse ressort)  

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de l'élongation. 

- Représentation complexe de signaux physiques (!!!)

 - Passage entre notation réelle et notation complexe de signaux, calcul de module, d'argument 

- Résonance en élongation 

- Définir le phénomène de résonance 

- Etudier la résonance en élongation 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $\omega_0$ et $Q$. 

II : Etude de circuits en RSF 

- Impédances et association d'impédances, loi d'Ohm généralisée

 - Donner l'impédance complexe d'un condensateur, d'une bobine, réaliser une association d'impédances (condensateur, bobine, résistance)  

- Loi des mailles et des nœuds en régime sinusoïdal forcé, ponts diviseurs

 -  Présenter et utiliser sur un exemple les lois des mailles et des nœuds en représentation complexe. 

 -  Présenter et utiliser sur un exemple les ponts diviseurs (tension et courant) en représentation complexe. 

III : Résonance dans un circuit RLC série 

- Résonance en tension aux bornes de $C$ (en charge)

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée la tension aux bornes du condensateur pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (RLC série) .

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de la tension aux bornes de $C$. 

- Déterminer une amplitude complexe directement à partir des impédances (sans passer par l'équation différentielle).

- Etudier la résonance en tension aux bornes de $C$. 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $\omega_0$ et $Q$. 

- Résonance en intensité :

 - Etablir l'équation différentielle que vérifiée l'intensité du courant pour un oscillateur en régime sinusoïdal forcé (RLC série) .

- Déterminer l'amplitude complexe, l'amplitude réelle, la phase à l'origine de l'intensité du courant.

- Déterminer une amplitude complexe directement à partir des impédances (sans passer par l'équation différentielle).

- Etudier la résonance en intensité du courant (pulsation de résonance, bande passante, acuité, ...). 

- À partir de courbes d'amplitude et de déphasage, déterminer $\omega_0$ et $Q$. 

Site regroupant diverses applications pour réviser la physique 

- s'entrainer sur les projections 

- s'entrainer sur les régimes transitoires (continuité, régime permanent) 

- s'entrainer sur l'étude des filtres

- ... 

https://phyzik.store/