Derniers contenus

Questions de cours:

- Chapitre 22: Energie échangée au cours d'une transformation

• Transformation thermodynamique subie par un système.
• Définitions des évolutions isochore, isotherme, isobare, monobare, monotherme, quasi-statique.
• Définir un système adapté à une problématique donnée.
• Exploiter les conditions imposées par le milieu extérieur pour déterminer l’état d’équilibre final.
• Travail des forces de pression (démo).
• Travail dans le cadre des transformations isochore et monobare.
• Évaluer un travail par découpage en travaux élémentaires et sommation sur un chemin donné dans le cas d’une seule variable.
• Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de Clapeyron.
• Caractère moteur ou récepteur d’un cycle en fonction du sens parcouru sur le diagramme de Clapeyron
• Transferts thermiques.
• Transformation adiabatique.
• Thermostat, transformations monotherme et isotherme.
• Distinguer qualitativement les trois types de transferts thermiques : conduction, convection et rayonnement.
• Identifier dans une situation expérimentale le ou les systèmes modélisables par un thermostat.

Les transitions de phase ne sont pas au programme encore! Les exercices et questions de cours ne doivent porter que sur des systèmes monophasés.

- Chapitre 23: Premier principe de la thermodynamique

Les transitions de phase ne sont pas encore au programme

• Premier principe de la thermodynamique. (formes intégrée, infinitésimale et en terme de puissance)
• Définir un système fermé et établir pour ce système un bilan énergétique faisant intervenir travail et transfert thermique.
• Utiliser le premier principe de la thermodynamique entre deux états voisins.
• Exploiter l’extensivité de l’énergie interne.
• Montrer qu'une transformation isotherme ne peut pas être adiabatique s'il y a apport de travail.
• Calculer le transfert thermique sur un chemin donné connaissant le travail et la variation de l’énergie interne.
• Enthalpie d’un système.
• Exprimer le premier principe sous forme de bilan d’enthalpie dans le cas d’une transformation monobare avec équilibre mécanique dans l’état initial et dans l’état final.
• Capacité thermique à pression constante dans le cas du gaz parfait et d’une phase condensée incompressible et indilatable.
• Relation de Mayer pour un gaz parfait (démo).
• Cœfficient de Laplace. Expressions de Cv et Cp en fonction de $\gamma$ (démo).
• Loi de Laplace (démo).
• Citer et utiliser la loi de Laplace et ses conditions d’application.
• Enthalpie d’une phase condensée et approximation.
• Calorimétrie: masse en eau du calorimètre, température d’équilibre
• Détente de Joule-Gay-Lussac: montrer la conservation de l'énergie interne (démo).

- Chapitre 24: Deuxième principe de la thermodynamique, bilan d'entropie

• Caractère réversible d’une transformation, sources d’irréversibilité.
• Fonction d’état entropie, propriétés.
• Interpréter qualitativement l’entropie en termes de désordre statistique à l’aide de la formule de Boltzmann fournie.
• Deuxième principe de la thermodynamique : entropie créée, entropie échangée.
• Définir un système fermé et établir pour ce système un bilan entropique.
• Relier la création d’entropie à une ou plusieurs causes physiques de l’irréversibilité.
• Analyser le cas particulier d’un système en évolution adiabatique.
• Utiliser la variation d’entropie d’un système. Calculer les entropies échangée et créée.
• Application à la détente de Joule-Gay-Lussac
• Montrer qu'une transformation adiabatique quasi-statique est réversible (démo).
• Utiliser l’expression fournie de la fonction d’état entropie.
• Exploiter l’extensivité de l’entropie.
• Variation d'entropie d'un thermostat (démo).

Exercices:

- Chapitre 21: Système thermodynamique

• Échelles microscopique, mésoscopique, et macroscopique. Libre parcours moyen (démo).
• Définir l’échelle mésoscopique et en expliquer la nécessité.
• Préciser les paramètres nécessaires à la description d’un état microscopique et d’un état macroscopique sur un exemple
• Citer quelques ordres de grandeur de libres parcours moyens.
• Distribution des vitesses moléculaires d’un gaz (homogénéité et isotropie).
• Vitesse quadratique moyenne.
• Pression cinétique (démo). Utiliser un modèle unidirectionnel avec une distribution discrète de vitesse pour montrer que la pression est proportionnelle à la masse des particules, à la densité particulaire et au carré de la vitesse quadratique moyenne.
• Température cinétique (démo). Exemple du gaz parfait monoatomique : Ec = 3/2kT. (Attention, le théorème de l'équipartition de l'énergie doit être rappelé).
• Calculer l’ordre de grandeur d’une vitesse quadratique moyenne dans un gaz parfait.
• Système thermodynamique.
• Identifier et définir un système ouvert, un système fermé, un système isolé.
• Pression, température, volume.
• Grandeur extensive, grandeur intensive.
• Equation d’état. Exemples du gaz du gaz parfait (loi des gaz parfaits) et d’une phase condensée indilatable et incompressible.
• Équilibre thermodynamique.
• État d’équilibre d’un système soumis aux seules forces de pression.
• Calculer une pression à partir d’une condition d’équilibre mécanique.
• Déduire une température d’une condition d’équilibre thermique.
• Citer quelques ordres de grandeur de volumes molaires ou massiques dans les conditions usuelles de pression et de température.
• Citer et utiliser l’équation d’état des gaz parfaits.
• Énergie interne d’un système. Capacité thermique à volume constant dans le cas du gaz parfait
• Exprimer l’énergie interne d’un gaz parfait monoatomique à partir de l’interprétation microscopique de la température.
• Énergie interne et capacité thermique à volume constant d’une phase condensée considérée incompressible et indilatable.
• Approximation des phases condensées peu compressibles et peu dilatables.
• Première loi de Joule (gaz parfait + phase condensée incompressible, indilatable)
• Différence gaz parfait/gaz réel. Comparer le comportement d’un gaz réel au modèle du gaz parfait sur des réseaux d’isothermes expérimentales en coordonnées de Clapeyron ou d’Amagat.

- Chapitre 22: Energie échangée

• Idem partie cours

- Chapitre 23: Premier principe, bilan d'énergie

• Idem partie cours

Questions de cours:

- Chapitre 21: Description d'un système thermodynamique à l'équilibre

• Échelles microscopique, mésoscopique, et macroscopique. Libre parcours moyen (démo).
• Définir l’échelle mésoscopique et en expliquer la nécessité.
• Préciser les paramètres nécessaires à la description d’un état microscopique et d’un état macroscopique sur un exemple
• Citer quelques ordres de grandeur de libres parcours moyens.
• Distribution des vitesses moléculaires d’un gaz (homogénéité et isotropie).
• Vitesse quadratique moyenne.
• Pression cinétique (démo). Utiliser un modèle unidirectionnel avec une distribution discrète de vitesse pour montrer que la pression est proportionnelle à la masse des particules, à la densité particulaire et au carré de la vitesse quadratique moyenne.
• Température cinétique (démo). Exemple du gaz parfait monoatomique : Ec = 3/2kT. (Attention, le théorème de l'équipartition de l'énergie doit être rappelé).
• Calculer l’ordre de grandeur d’une vitesse quadratique moyenne dans un gaz parfait.
• Système thermodynamique.
• Identifier et définir un système ouvert, un système fermé, un système isolé.
• Pression, température, volume.
• Grandeur extensive, grandeur intensive.
• Equation d’état. Exemples du gaz du gaz parfait (loi des gaz parfaits) et d’une phase condensée indilatable et incompressible.
• Équilibre thermodynamique.
• État d’équilibre d’un système soumis aux seules forces de pression.
• Calculer une pression à partir d’une condition d’équilibre mécanique.
• Déduire une température d’une condition d’équilibre thermique.
• Citer quelques ordres de grandeur de volumes molaires ou massiques dans les conditions usuelles de pression et de température.
• Citer et utiliser l’équation d’état des gaz parfaits.
• Énergie interne d’un système. Capacité thermique à volume constant dans le cas du gaz parfait
• Exprimer l’énergie interne d’un gaz parfait monoatomique à partir de l’interprétation microscopique de la température.
• Énergie interne et capacité thermique à volume constant d’une phase condensée considérée incompressible et indilatable.
• Approximation des phases condensées peu compressibles et peu dilatables.
• Première loi de Joule (gaz parfait + phase condensée incompressible, indilatable)
• Différence gaz parfait/gaz réel. Comparer le comportement d’un gaz réel au modèle du gaz parfait sur des réseaux d’isothermes expérimentales en coordonnées de Clapeyron ou d’Amagat.

- Chapitre 22: Energie échangée au cours d'une transformation

• Transformation thermodynamique subie par un système.
• Définitions des évolutions isochore, isotherme, isobare, monobare, monotherme, quasi-statique.
• Définir un système adapté à une problématique donnée.
• Exploiter les conditions imposées par le milieu extérieur pour déterminer l’état d’équilibre final.
• Travail des forces de pression (démo).
• Travail dans le cadre des transformations isochore et monobare.
• Évaluer un travail par découpage en travaux élémentaires et sommation sur un chemin donné dans le cas d’une seule variable.
• Interpréter géométriquement le travail des forces de pression dans un diagramme de Clapeyron.
• Caractère moteur ou récepteur d’un cycle en fonction du sens parcouru sur le diagramme de Clapeyron
• Transferts thermiques.
• Transformation adiabatique.
• Thermostat, transformations monotherme et isotherme.
• Distinguer qualitativement les trois types de transferts thermiques : conduction, convection et rayonnement.
• Identifier dans une situation expérimentale le ou les systèmes modélisables par un thermostat.

- Chapitre 23: Premier principe de la thermodynamique

Les transitions de phase ne sont pas encore au programme

• Premier principe de la thermodynamique. (formes intégrée, infinitésimale et en terme de puissance)
• Définir un système fermé et établir pour ce système un bilan énergétique faisant intervenir travail et transfert thermique.
• Utiliser le premier principe de la thermodynamique entre deux états voisins.
• Montrer qu'une transformation isotherme ne peut pas être adiabatique s'il y a apport de travail.
• Exploiter l’extensivité de l’énergie interne.
• Calculer le transfert thermique sur un chemin donné connaissant le travail et la variation de l’énergie interne.
• Enthalpie d’un système.
• Exprimer le premier principe sous forme de bilan d’enthalpie dans le cas d’une transformation monobare avec équilibre mécanique dans l’état initial et dans l’état final.
• Capacité thermique à pression constante dans le cas du gaz parfait et d’une phase condensée incompressible et indilatable.

Exercices

- Chapitre 20: Mécanique du solide

• Définition d’un solide indéformable.
• Reconnaître, définir et décrire une translation rectiligne ainsi qu’une translation circulaire.
• Rotation, Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer la vitesse des points du solide en fonction de sa distance à l’axe et de la vitesse angulaire.
• Moment cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe : moment d’inertie (démo de la formule mais le calcul d’un moment d’inertie pour un solide donné n’est pas au programme)
• Relier qualitativement le moment d’inertie à la répartition des masses.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide mobile autour d’un axe fixe.
• Exploiter, pour un solide, la relation entre le moment cinétique scalaire, la vitesse angulaire de rotation et le moment d’inertie fourni.
• Définir un couple de forces.
• Définir une liaison pivot et justifier le moment qu’elle peut produire.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Exploiter le théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Pendule de torsion: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Pendule pesant: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe (démo).
• Utiliser l’expression de l’énergie cinétique, l’expression du moment d’inertie étant fournie.
• TEC d’un solide en rotation (démo).
• Établir, dans ce cas, l’équivalence entre le théorème scalaire du moment cinétique et celui de l’énergie cinétique.
• Système déformable. Théorème de l’énergie cinétique pour un système déformable.
• Utiliser sa nullité dans le cas d’un solide.

- Chapitre 21: Description d'un système thermodynamique à l'équilibre

• Idem partie cours

Questions de cours:

- 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).

- Chapitre 20: Mécanique du solide

• Définition d’un solide indéformable.
• Reconnaître, définir et décrire une translation rectiligne ainsi qu’une translation circulaire.
• Rotation, Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer la vitesse des points du solide en fonction de sa distance à l’axe et de la vitesse angulaire.
• Moment cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe : moment d’inertie (démo de la formule mais le calcul d’un moment d’inertie pour un solide donné n’est pas au programme)
• Relier qualitativement le moment d’inertie à la répartition des masses.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide mobile autour d’un axe fixe.
• Exploiter, pour un solide, la relation entre le moment cinétique scalaire, la vitesse angulaire de rotation et le moment d’inertie fourni.
• Définir un couple de forces.
• Définir une liaison pivot et justifier le moment qu’elle peut produire.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Exploiter le théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Pendule de torsion: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Pendule pesant: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe (démo).
• Utiliser l’expression de l’énergie cinétique, l’expression du moment d’inertie étant fournie.
• TEC d’un solide en rotation (démo).
• Établir, dans ce cas, l’équivalence entre le théorème scalaire du moment cinétique et celui de l’énergie cinétique.
• Système déformable. Théorème de l’énergie cinétique pour un système déformable.
• Utiliser sa nullité dans le cas d’un solide.

- Chapitre 21: Description d'un système thermodynamique à l'équilibre

• Échelles microscopique, mésoscopique, et macroscopique. Libre parcours moyen (démo).
• Définir l’échelle mésoscopique et en expliquer la nécessité.
• Préciser les paramètres nécessaires à la description d’un état microscopique et d’un état macroscopique sur un exemple
• Citer quelques ordres de grandeur de libres parcours moyens.
• Distribution des vitesses moléculaires d’un gaz (homogénéité et isotropie).
• Vitesse quadratique moyenne.
• Pression cinétique (démo). Utiliser un modèle unidirectionnel avec une distribution discrète de vitesse pour montrer que la pression est proportionnelle à la masse des particules, à la densité particulaire et au carré de la vitesse quadratique moyenne.
• Température cinétique (démo). Exemple du gaz parfait monoatomique : Ec = 3/2kT. (Attention, le théorème de l'équipartition de l'énergie doit être rappelé).
• Calculer l’ordre de grandeur d’une vitesse quadratique moyenne dans un gaz parfait.
• Système thermodynamique.
• Identifier et définir un système ouvert, un système fermé, un système isolé.
• Pression, température, volume.
• Grandeur extensive, grandeur intensive.
• Equation d’état. Exemples du gaz du gaz parfait (loi des gaz parfaits) et d’une phase condensée indilatable et incompressible.
• Équilibre thermodynamique.
• État d’équilibre d’un système soumis aux seules forces de pression.
• Calculer une pression à partir d’une condition d’équilibre mécanique.
• Déduire une température d’une condition d’équilibre thermique.
• Citer quelques ordres de grandeur de volumes molaires ou massiques dans les conditions usuelles de pression et de température.
• Citer et utiliser l’équation d’état des gaz parfaits.
• Énergie interne d’un système. Capacité thermique à volume constant dans le cas du gaz parfait
• Exprimer l’énergie interne d’un gaz parfait monoatomique à partir de l’interprétation microscopique de la température.
• Énergie interne et capacité thermique à volume constant d’une phase condensée considérée incompressible et indilatable.
• Approximation des phases condensées peu compressibles et peu dilatables.
• Première loi de Joule (gaz parfait + phase condensée incompressible, indilatable)
• Différence gaz parfait/gaz réel. Comparer le comportement d’un gaz réel au modèle du gaz parfait sur des réseaux d’isothermes expérimentales en coordonnées de Clapeyron ou d’Amagat.

Exercices:

- Chapitre 19: Mouvement à force centrale conservative

• Idem partie cours

- Chapitre 20: Mécanique du solide

• Idem partie cours

Questions de cours:

- 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).

- Chapitre 20: Mécanique du solide

• Définition d’un solide indéformable.
• Reconnaître, définir et décrire une translation rectiligne ainsi qu’une translation circulaire.
• Rotation, Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer la vitesse des points du solide en fonction de sa distance à l’axe et de la vitesse angulaire.
• Moment cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe : moment d’inertie (démo de la formule mais le calcul d’un moment d’inertie pour un solide donné n’est pas au programme)
• Relier qualitativement le moment d’inertie à la répartition des masses.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide mobile autour d’un axe fixe.
• Exploiter, pour un solide, la relation entre le moment cinétique scalaire, la vitesse angulaire de rotation et le moment d’inertie fourni.
• Définir un couple de forces.
• Définir une liaison pivot et justifier le moment qu’elle peut produire.
• Théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Exploiter le théorème scalaire du moment cinétique appliqué au solide en rotation autour d’un axe fixe dans un référentiel galiléen.
• Pendule de torsion: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Pendule pesant: établir l’équation du mouvement, établir une intégrale première du mouvement.
• Énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe (démo).
• Utiliser l’expression de l’énergie cinétique, l’expression du moment d’inertie étant fournie.
• TEC d’un solide en rotation (démo).
• Établir, dans ce cas, l’équivalence entre le théorème scalaire du moment cinétique et celui de l’énergie cinétique.
• Système déformable. Théorème de l’énergie cinétique pour un système déformable.
• Utiliser sa nullité dans le cas d’un solide.

Exercices:

- Chapitre 18: Moment cinétique du point

• Idem partie cours

- Chapitre 19: Mouvement à force centrale conservative

• Idem partie cours

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

• Idem partie cours

- Chapitre 18: Moment cinétique du point

• Idem partie cours