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ALI seulement en régime linéaire

I : Présentation 

- Présentation / Régime linéaire et de saturation / ALI idéal / fonctionnement linéaire (rétroaction négative) 

II : Différents montages 

- Relation entrée-sortie et impédance d'entrée pour différents montages (suiveur, amplificateur inverseur, amplificateur non inverseur, .intégrateur.) 

III : Filtres actifs 

- Etude de circuits 

Exemples de questions de cours : 

 - Définir le modèle de l'ALI idéal 

- Présenter les modes de fonctionnement de l'ALI, le lien entre tension différentielle et sortie dans ces deux modes de fonctionnement, donner un ordre de grandeur du gain statique 

- Condition pour être en régime linéaire, conséquences sur $V+$ et $V-$

- Donner les montages suiveur, amplificateur non inverseur, amplificateur inverseur et intégrateur. Pour chacun de ces montages, établir la relation entrée-sortie et l’impédance d’entrée. 

- ...(liste non exhaustive)

I : Moment cinétique 

1) Moment cinétique par rapport à un point 

2) Moment cinétique par rapport à un axe (orienté)

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un point A. 

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un axe orienté $\Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

II : Moment d'une force

1) Moment d'une force par rapport à un point 

2) Moment d'une force par rapport à un axe (orienté), notion de bras de levier

- Définir le moment d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un point A. 

- Définir le moment  d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un axe orienté $\Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

- Exprimer le moment d’une force par rapport a un axe orienté, en utilisant le bras de levier.

III : Moment d'une force

1) Théorème du moment cinétique par rapport à un point fixe.

2) Théorème du moment cinétique par rapport à un axe fixe 

3) Conservation du moment cinétique

- Enoncer le théorème du moment cinétique en un point fixe, ou par rapport à un axe fixe, dans un référentiel galiléen. 

- Dans quels cas, le moment cinétique se conserve ? 

- Etablir l’équation du mouvement du pendule simple en utilisant un théorème du moment cinétique.

Exemples faits en cours : pendule simple (point et axe), exemple de l'ouverture d'une porte, balance déséquilibrée 

I : Force centrale

1) Définition

2) Conservation du moment cinétique 

3) Conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan et loi des aires

- Etablir la conservation du moment cinétique à partir du théorème du moment cinétique d’un point matériel soumis à un champ de force centrale.

- Etablir les conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan, loi des aires.

II : Forces centrales conservatives

1) Définitions

2) Energie mécanique 

3) Mouvement dans un champ de forces Newtonien 

- Exprimer la conservation de l'énergie mécanique et construire une énergie potentielle effective d'un  point matériel soumis à un champ de force centrale conservative.

- Représenter l'allure de l'énergie potentielle effective dans le cas étudié, et décrire le mouvement radial. Préciser sa nature bornée / non bornée selon la valeur de l'énergie mécanique. 

III : Mouvement des planètes et des satellites

1) Lois de Kepler 

- Énoncer les lois de Kepler pour les planètes et les transposer au cas des satellites terrestres.

2) Mouvements circulaires 

- Etablir que le mouvement circulaire d'un point matériel soumis à un champ de force centrale est nécessairement uniforme.

- Etablir la période du mouvement circulaire d'un satellite ou d'une planète.

- Etablir la 3eme loi de Kepler pour un mouvement circulaire.

- Etablir l'énergie mécanique sur un mouvement circulaire d'un satellite ou d'une planète.

3) Mouvements elliptiques 

- Etablir l'énergie mécanique sur un mouvement elliptique d'un satellite ou d'une planète, en utilisant les conservations de l'énergie mécanique et du moment cinétique.

IV Satellites terrestres 

1) Différentes orbites 

- Donner les différentes orbites des satellites terrestres selon leurs missions.

2) Satellites géostationnaires

- Déterminer l'altitude d'un satellite géostationnaire et justifier sa localisation dans le plan équatorial.

3) Vitesses cosmiques

- Etablir les expressions des deux  vitesses cosmiques (vitesse en orbite basse et vitesse de libération). 

- Donner les ordres de grandeur des deux  vitesses cosmiques en dynamique terrestre.

I : Description d'un système thermodynamique 

1) Système thermodynamique   2) Echelles de description d’un système  3) Propriétés des  états de la matière

Définir système fermé, ouvert, isolé.

Définir l’ échelle mésoscopique

II : Description microscopique

1) Distribution des vitesses 2) Modèle du gaz parfait monoatomique 3) Température cinétique

Définir la densité particulaire $n^*$

Définir la vitesse moyenne et la vitesse quadratique moyenne 

Donner le lien entre énergie cinétique microscopique moyenne et température cinétique 

4) Pression cinétique

A partie d'un PFD, établir l'expression de la pression cinétique $P = \dfrac{ n^* m {v^*}^2}{3}$

En déduire l'équation d'état des gaz parfaits 

5) Libre parcours moyen

Donner les ordres de grandeur de libres parcours moyens d'un gaz et d'un liquide.

III : Description macroscopique

1) Variables d'état

Définir si grandeur extensive et extensive. Donner des exemples 

2) Équations d'état 3) Équilibre thermodynamique

Définition \ Équilibre thermique \ Équilibre mécanique \ Équilibre de diffusion

Définir l'équilibre thermodynamique macroscopique.

 Donner les conditions de l'équilibre mécanique et thermique.

IV : Modèles et équations d'états

1) Gaz parfait

Donner les hypothèses du modèle du gaz parfait.

Donner l'équation d'état du gaz parfait, en précisant les unités des différentes grandeurs.

2) Gaz réel  3) Phase condensée indilatable

Donner le modèle des phases condensées indilatables et incompressibles.

Donner les ordres de grandeur de volumes molaires et massiques d'un gaz, d'un liquide, d'un  solide dans les conditions usuelles de température et de pression.

V : Énergie interne et capacité thermique

1) Énergie interne 2) Capacité thermique à volume constant 3) Cas d'un gaz parfait monoatomique 4) Phase condensée

Définir l'énergie interne d'un système.

Définir  la capacité thermique à volume constant.

 Que peut-on dire de l'énergie interne molaire d'un gaz parfait ou d'une phase condensée incompressible et indilatable ? 

Exprimer la variation de l'énergie interne molaire d'un gaz parfait ou d'une phase condensée incompressible et indilatable.

ALI seulement en régime linéaire

I : Présentation 

- Présentation / Régime linéaire et de saturation / ALI idéal / fonctionnement linéaire (rétroaction négative) 

II : Différents montages 

- Relation entrée-sortie et impédance d'entrée pour différents montages (suiveur, amplificateur inverseur, amplificateur non inverseur, .intégrateur.) 

III : Filtres actifs 

- Etude de circuits 

Exemples de questions de cours : 

 - Définir le modèle de l'ALI idéal 

- Présenter les modes de fonctionnement de l'ALI, le lien entre tension différentielle et sortie dans ces deux modes de fonctionnement, donner un ordre de grandeur du gain statique 

- Condition pour être en régime linéaire, conséquences sur $V+$ et $V- $

- Donner les montages suiveur, amplificateur non inverseur, amplificateur inverseur et intégrateur. Pour chacun de ces montages, établir la relation entrée-sortie et l’impédance d’entrée. 

- ...(liste non exhaustive)

I : Moment cinétique 

1) Moment cinétique par rapport à un point 

2) Moment cinétique par rapport à un axe (orienté)

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un point A. 

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un axe orienté $ \Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

II : Moment d'une force

1) Moment d'une force par rapport à un point 

2) Moment d'une force par rapport à un axe (orienté), notion de bras de levier

- Définir le moment d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un point A. 

- Définir le moment  d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un axe orienté $ \Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

- Exprimer le moment d’une force par rapport a un axe orienté, en utilisant le bras de levier.

III : Moment d'une force

1) Théorème du moment cinétique par rapport à un point fixe.

2) Théorème du moment cinétique par rapport à un axe fixe 

3) Conservation du moment cinétique

- Enoncer le théorème du moment cinétique en un point fixe, ou par rapport à un axe fixe, dans un référentiel galiléen. 

- Dans quels cas, le moment cinétique se conserve ? 

- Etablir l’équation du mouvement du pendule simple en utilisant un théorème du moment cinétique.

Exemples faits en cours : pendule simple (point et axe), exemple de l'ouverture d'une porte, balance déséquilibrée 

I : Force centrale

1) Définition

2) Conservation du moment cinétique 

3) Conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan et loi des aires

- Etablir la conservation du moment cinétique à partir du théorème du moment cinétique d’un point matériel soumis à un champ de force centrale.

- Etablir les conséquences de la conservation du moment cinétique : mouvement plan, loi des aires.

II : Forces centrales conservatives

1) Définitions

2) Energie mécanique 

3) Mouvement dans un champ de forces Newtonien 

- Exprimer la conservation de l'énergie mécanique et construire une énergie potentielle effective d'un  point matériel soumis à un champ de force centrale conservative.

- Représenter l'allure de l'énergie potentielle effective dans le cas étudié, et décrire le mouvement radial. Préciser sa nature bornée / non bornée selon la valeur de l'énergie mécanique. 

III : Mouvement des planètes et des satellites

1) Lois de Kepler 

- Énoncer les lois de Kepler pour les planètes et les transposer au cas des satellites terrestres.

2) Mouvements circulaires 

- Etablir que le mouvement circulaire d'un point matériel soumis à un champ de force centrale est nécessairement uniforme.

- Etablir la période du mouvement circulaire d'un satellite ou d'une planète.

- Etablir la 3eme loi de Kepler pour un mouvement circulaire.

- Etablir l'énergie mécanique sur un mouvement circulaire d'un satellite ou d'une planète.

3) Mouvements elliptiques 

- Etablir l'énergie mécanique sur un mouvement elliptique d'un satellite ou d'une planète, en utilisant les conservations de l'énergie mécanique et du moment cinétique.

IV Satellites terrestres 

1) Différentes orbites 

- Donner les différentes orbites des satellites terrestres selon leurs missions.

2) Satellites géostationnaires

- Déterminer l'altitude d'un satellite géostationnaire et justifier sa localisation dans le plan équatorial.

3) Vitesses cosmiques

- Etablir les expressions des deux  vitesses cosmiques (vitesse en orbite basse et vitesse de libération). 

- Donner les ordres de grandeur des deux  vitesses cosmiques en dynamique terrestre.

I : Force de Lorentz (composante électrique, magnétique, puissance) 

- Donner des ordres de grandeur de champs électriques et magnétiques.

-Comparer numériquement les forces électrique et magnétique avec le poids des particules chargées, et conclure.

- Exprimer la puissance de la force de Lorentz. Que peut-on dire du champ électrique et du champ magnétique quant à leur influence sur l'énergie cinétique ?

 Exo fait en cours : Construction graphique de la force de Lorentz (avec le terrible produit vectoriel !),  ordre de grandeur de la force de Lorentz

II : Mouvement d’une particule dans un champ électrique uniforme (étude trajectoire, applications, potentiel électrostatique et énergie potentielle électrostatique) 

- Établir l'équation du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ électrique uniforme et permanent. 

- Établir les équations horaires et l'équation cartésienne de la trajectoire.

- À l'aide d'un théorème énergétique, exprimer la vitesse d'une particule accélérée par une différence de potentiel.

Exo fait en cours : Trajectoire dans un champ électrique uniforme, accélération par avec différence de potentiel

III : Mouvement d'une particule dans un champ magnétique uniforme (étude trajectoire, applications)

-Établir les équations différentielles du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ magnétique.

Résoudre le système d'équation différentielle. 

Quelle est la trajectoire de la particule chargée ? Quels sont son rayon de la trajectoire et le sens de parcours selon le signe de la charge ?

Exo fait en cours :  Trajectoire dans champ magnétique uniforme perpendiculaire à la vitesse (mouvement plan, uniforme, circulaire, caractéristiques) 

ALI seulement en régime linéaire

I : Présentation 

- Présentation / Régime linéaire et de saturation / ALI idéal / fonctionnement linéaire (rétroaction négative) 

II : Différents montages 

- Relation entrée-sortie et impédance d'entrée pour différents montages (suiveur, amplificateur inverseur, amplificateur non inverseur, .intégrateur.) 

III : Filtres actifs 

- Etude de circuits 

Exemples de questions de cours : 

 - Définir le modèle de l'ALI idéal 

- Présenter les modes de fonctionnement de l'ALI, le lien entre tension différentielle et sortie dans ces deux modes de fonctionnement, donner un ordre de grandeur du gain statique 

- Condition pour être en régime linéaire, conséquences sur $V+$ et $V- $

- Donner les montages suiveur, amplificateur non inverseur, amplificateur inverseur et intégrateur. Pour chacun de ces montages, établir la relation entrée-sortie et l’impédance d’entrée. 

- ...(liste non exhaustive)

I : Moment cinétique 

1) Moment cinétique par rapport à un point 

2) Moment cinétique par rapport à un axe (orienté)

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un point A. 

- Définir le moment cinétique d’un point matériel M par rapport à un axe orienté $ \Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

II : Moment d'une force

1) Moment d'une force par rapport à un point 

2) Moment d'une force par rapport à un axe (orienté), notion de bras de levier

- Définir le moment d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un point A. 

- Définir le moment  d'une force f qui s'exerce en un point M par rapport à un axe orienté $ \Delta = (A, \vec{u}_{\Delta})$.

- Exprimer le moment d’une force par rapport a un axe orienté, en utilisant le bras de levier.

III : Moment d'une force

1) Théorème du moment cinétique par rapport à un point fixe.

2) Théorème du moment cinétique par rapport à un axe fixe 

3) Conservation du moment cinétique

- Enoncer le théorème du moment cinétique en un point fixe, ou par rapport à un axe fixe, dans un référentiel galiléen. 

- Dans quels cas, le moment cinétique se conserve ? 

- Etablir l’équation du mouvement du pendule simple en utilisant un théorème du moment cinétique.

Exemples faits en cours : pendule simple (point et axe), exemple de l'ouverture d'une porte, balance déséquilibrée 

I : L'œil

 - Donner la modélisation de l’œil.

- Définir et donner l’ordre de grandeur de la limite de la résolution angulaire.

- Définir punctum proximum, punctum remotum, accommodation. Donner l’ordre de grandeur de la plage d’accommodation.

II : L'appareil photo

- Donner la modélisation de l’appareil photographique.

- Construire géométriquement la profondeur de champ d’un appareil photo pour un réglage donné.

I : Force de Lorentz (composante électrique, magnétique, puissance) 

- Donner des ordres de grandeur de champs électriques et magnétiques.

-Comparer numériquement les forces électrique et magnétique avec le poids des particules chargées, et conclure.

- Exprimer la puissance de la force de Lorentz. Que peut-on dire du champ électrique et du champ magnétique quant à leur influence sur l'énergie cinétique ?

 Exo fait en cours : Construction graphique de la force de Lorentz (avec le terrible produit vectoriel !),  ordre de grandeur de la force de Lorentz

II : Mouvement d’une particule dans un champ électrique uniforme (étude trajectoire, applications, potentiel électrostatique et énergie potentielle électrostatique) 

- Établir l'équation du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ électrique uniforme et permanent. 

- Établir les équations horaires et l'équation cartésienne de la trajectoire.

- À l'aide d'un théorème énergétique, exprimer la vitesse d'une particule accélérée par une différence de potentiel.

Exo fait en cours : Trajectoire dans un champ électrique uniforme, accélération par avec différence de potentiel

III : Mouvement d'une particule dans un champ magnétique uniforme (étude trajectoire, applications)

-Établir les équations différentielles du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ magnétique.

Résoudre le système d'équation différentielle. 

Quelle est la trajectoire de la particule chargée ? Quels sont son rayon de la trajectoire et le sens de parcours selon le signe de la charge ?

Exo fait en cours :  Trajectoire dans champ magnétique uniforme perpendiculaire à la vitesse (mouvement plan, uniforme, circulaire, caractéristiques) 

I : Présentation 

- Présentation / Régime linéaire et de saturation / ALI idéal / fonctionnement linéaire (rétroaction négative) 

II : Différents montages 

- Relation entrée-sortie et impédance d'entrée pour différents montages (suiveur, amplificateur inverseur, amplificateur non inverseur, .intégrateur.) 

III : Filtres actifs 

- Etude de circuits 

Exemples de questions de cours : 

 - Définir le modèle de l'ALI idéal 

- Présenter les modes de fonctionnement de l'ALI, le lien entre tension différentielle et sortie dans ces deux modes de fonctionnement, donner un ordre de grandeur du gain statique 

- Condition pour être en régime linéaire, conséquences sur $V+$ et $V- $

- Donner les montages suiveur, amplificateur non inverseur, amplificateur inverseur et intégrateur. Pour chacun de ces montages, établir la relation entrée-sortie et l’impédance d’entrée. 

- ...(liste non exhaustive)

I : Superposition de deux signaux de même fréquence

Visualisation graphique, amplitude de la somme (avec des signaux d'amplitudes identiques ou différentes), influence du déphasage. 

Définir interférences constructives et destructives

II : Interférences entre deux ondes acoustiques ou mécaniques

Pour deux ondes mécaniques de même fréquence qui interfèrent, exprimer l’amplitude de l’onde résultante en fonction du déphasage entre les deux ondes. 

Exprimer les conditions sur le déphasage pour que deux ondes interfèrent constructivement ou destructivement.

III : Interférences lumineuses, trous d’Young

Interférences en optique, chemin optique, différence de marche, formule de Fresnel, expérience des trous d'Young 

Définir chemin optique et différence de chemin optique. 

Décrire le dispositif des trous d’Young. 

Dans le cas des trous d’Young, établir l’expression littérale de la différence de chemin optique entre les deux ondes.

+ Phénomène battements

I : Etude d'une onde le long d'une corde fixée à ses deux extrémités 

Donner l’expression d’une onde stationnaire sinusoïdale

II : Modes propres

1) Quantification des pulsations

2) Définition mode propres

Etablir l’expression des fréquences des modes propres en fonction de la célérité de l’onde et de la longueur de la corde.

III : Nœuds et ventres de vibration

Définir onde stationnaire, nœud et ventre.

IV Généralisation et lien avec les instruments de musique

I : L'œil

 - Donner la modélisation de l’œil.

- Définir et donner l’ordre de grandeur de la limite de la résolution angulaire.

- Définir punctum proximum, punctum remotum, accommodation. Donner l’ordre de grandeur de la plage d’accommodation.

II : L'appareil photo

- Donner la modélisation de l’appareil photographique.

- Construire géométriquement la profondeur de champ d’un appareil photo pour un réglage donné.

I : Force de Lorentz (composante électrique, magnétique, puissance) 

- Donner des ordres de grandeur de champs électriques et magnétiques.

-Comparer numériquement les forces électrique et magnétique avec le poids des particules chargées, et conclure.

- Exprimer la puissance de la force de Lorentz. Que peut-on dire du champ électrique et du champ magnétique quant à leur influence sur l'énergie cinétique ?

 Exo fait en cours : Construction graphique de la force de Lorentz (avec le terrible produit vectoriel !),  ordre de grandeur de la force de Lorentz

II : Mouvement d’une particule dans un champ électrique uniforme (étude trajectoire, applications, potentiel électrostatique et énergie potentielle électrostatique) 

- Établir l'équation du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ électrique uniforme et permanent. 

- Établir les équations horaires et l'équation cartésienne de la trajectoire.

- À l'aide d'un théorème énergétique, exprimer la vitesse d'une particule accélérée par une différence de potentiel.

Exo fait en cours : Trajectoire dans un champ électrique uniforme, accélération par avec différence de potentiel

III : Mouvement d'une particule dans un champ magnétique uniforme (étude trajectoire, applications)

-Établir les équations différentielles du mouvement d'une particule chargée plongée dans un champ magnétique.

Résoudre le système d'équation différentielle. 

Quelle est la trajectoire de la particule chargée ? Quels sont son rayon de la trajectoire et le sens de parcours selon le signe de la charge ?

Exo fait en cours :  Trajectoire dans champ magnétique uniforme perpendiculaire à la vitesse (mouvement plan, uniforme, circulaire, caractéristiques) 

I : Signaux et ondes 

Définition, exemples, analyse spectrale

Quelles sont les grandeurs physiques correspondant à des signaux acoustiques, électriques, électromagnétiques ? 

Donner quelques ordres de grandeur de fréquences dans les domaines acoustique, mécanique et électromagnétique.

II : Ondes progressives 

Donner les écritures des signaux transportés par des ondes progressives pour une propagation unidimensionnelle non dispersive. 

Donner l’écriture d’un signal transporté par une onde progressive sinusoïdale unidimensionnelle

III : Ondes progressives harmoniques 

Modèle de l'OPPH, double périodicité, déphasage 

Etablir la relation entre la fréquence, la longueur d’onde et la vitesse de phase. 

Donner l’expression du déphasage entre les signaux perçus en deux points distincts en fonction du retard dû à la propagation.

IV Milieux dispersifs et non dispersifs

Vitesse de phase, milieu dispersif 

Définir ce qu’est un milieu dispersif. Donner des exemples.

I : Superposition de deux signaux de même fréquence

Visualisation graphique, amplitude de la somme (avec des signaux d'amplitudes identiques ou différentes), influence du déphasage. 

Définir interférences constructives et destructives

II : Interférences entre deux ondes acoustiques ou mécaniques

Pour deux ondes mécaniques de même fréquence qui interfèrent, exprimer l’amplitude de l’onde résultante en fonction du déphasage entre les deux ondes. 

Exprimer les conditions sur le déphasage pour que deux ondes interfèrent constructivement ou destructivement.

III : Interférences lumineuses, trous d’Young

Interférences en optique, chemin optique, différence de marche, formule de Fresnel, expérience des trous d'Young 

Définir chemin optique et différence de chemin optique. 

Décrire le dispositif des trous d’Young. 

Dans le cas des trous d’Young, établir l’expression littérale de la différence de chemin optique entre les deux ondes.

+ Phénomène battements

I : Etude d'une onde le long d'une corde fixée à ses deux extrémités 

Donner l’expression d’une onde stationnaire sinusoïdale

II : Modes propres

1) Quantification des pulsations

2) Définition mode propres

Etablir l’expression des fréquences des modes propres en fonction de la célérité de l’onde et de la longueur de la corde.

III : Nœuds et ventres de vibration

Définir onde stationnaire, nœud et ventre.

IV Généralisation et lien avec les instruments de musique

I : L'œil

 - Donner la modélisation de l’œil.

- Définir et donner l’ordre de grandeur de la limite de la résolution angulaire.

- Définir punctum proximum, punctum remotum, accommodation. Donner l’ordre de grandeur de la plage d’accommodation.

II : L'appareil photo

- Donner la modélisation de l’appareil photographique.

- Construire géométriquement la profondeur de champ d’un appareil photo pour un réglage donné.