Questions de cours:
- Chapitre 17: Particules chargées
- Force électrique, force magnétique, force de Lorentz
- Évaluer les ordres de grandeur des forces électrique ou magnétique et les comparer à ceux des forces gravitationnelles.
- 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.
- Énergie potentielle électrostatique, potentiel électrique, exemple du condensateur plan.
- Notion de champ uniforme et stationnaire.
- 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.
- Montrer que la vitesse est constante dans ce cas.
- Déterminer le rayon de la trajectoire, le sens de parcours, la pulsation cyclotron.
- Chapitre 18: Moment cinétique d'un point
Seuls les systèmes ponctuels sont au programme, la mécanique du solide viendra plus tard.
- Moment cinétique d’un point matériel par rapport à un point et par rapport à un axe orienté.
- Relier la direction et le sens du vecteur moment cinétique aux caractéristiques du mouvement.
- Moment cinétique d’un système discret de points par rapport à un point ou à un axe orienté.
- Utiliser le caractère algébrique du moment cinétique scalaire.
- Moment d’une force par rapport à un point ou un axe orienté.
- Bras de levier, définition, démonstration.
- Exprimer le moment d’une force par rapport à un axe orienté en utilisant le bras de levier.
- Théorème du moment cinétique en un point fixe dans un référentiel galiléen, démonstration.
- Application au pendule simple.
- Identifier les cas de conservation du moment cinétique.
- Chapitre 19: Mouvement à force centrale conservative
- Définition d’une force centrale, définition d’une force centrale conservative.
- Établir la conservation du moment cinétique à partir du théorème du moment cinétique.
- Établir les conséquences de la conservation du moment cinétique (démos): mouvement plan, loi des aires (détermination de la constante des aires, interprétation avec la vitesse aréolaire).
- Exprimer l’énergie mécanique d’un système conservatif ponctuel à partir de l’équation du mouvement (cas circulaire).
- Exprimer la conservation de l’énergie mécanique et construire une énergie potentielle effective.
- Décrire qualitativement le mouvement radial (états liés et de diffusion) à l’aide de l’énergie potentielle effective. Relier le caractère borné du mouvement radial à la valeur de l’énergie mécanique.
- Définition d’une force newtonienne. Energie potentielle associée.
- Énoncer les lois de Kepler pour les planètes, savoir les transposer au cas des satellites terrestre
- Cas particulier du mouvement circulaire : satellite, planète.
- Calcul de la vitesse dans le cadre du mouvement circulaire.
- Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement circulaire.
- Établir que le mouvement est uniforme et déterminer sa période.
- Établir la troisième loi de Kepler dans le cas particulier de la trajectoire circulaire.
- Exprimer l’énergie mécanique pour le mouvement elliptique en fonction du demi-grand axe, calculs des périastres et apoastres.
- Satellites terrestres. Satellites géostationnaire, de localisation et de navigation, météorologiques.
- Différencier les orbites des satellites terrestres en fonction de leurs missions.
- Déterminer l’altitude d’un satellite géostationnaire et justifier sa localisation dans le plan équatorial.
- Vitesses cosmiques : vitesse en orbite basse et vitesse de libération (démos et ordre de grandeur pour la Terre).
Exercices:
- Chapitre 17: Particules chargées dans un champ
- Chapitre 18: Moment cinétique du point
