Table des matières. A retenir Pour s'entraîner

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1 Physique - 6 ème année - Ecole Européenne Table des matières Chapitre n 1 : CINEMATIQUE DE NEWTON I) Système et référentiel : 1) Système : 2) Référentiel et repère : 3) Position d'un mobile : a) Vecteur déplacement et rayon vecteur : b) Coordonnées cartésiennes : c) Abscisse curviligne : II) Vecteur vitesse : 1) Définition : a) Etude théorique : b) Etude pratique : 2) Expression du vecteur vitesse : a) En coordonnées cartésiennes : b) En coordonnées curvilignes : III) Vecteur accélération : 1) Définition : 2) Expression du vecteur accélération : a) En coordonnées cartésiennes : b) En coordonnées curvilignes : IV) Etude de quelques cas particuliers : 1) Mouvement rectiligne et uniforme : a) Définition : b) Loi horaire du mouvement : 2) Mouvement rectiligne et uniformément varié : a) Définition : b) Loi horaire du mouvement : c) Propriétés : 3) Mouvement à vecteur accélération constant : a) Lois horaires du mouvement : b) Nature de la trajectoire : V) Relativité du mouvement : 1) Généralités : 2) Relativité de la trajectoire : (T.P.) 3) Composition des vitesses : Chapitre n 2 : DYNAMIQUE ET LOI DE CONSERVATION I) Les principes de la mécanique : 1) Première loi de Newton : principe d'inertie : a) Définitions : b) Expérience : Ecole Européenne de Francfort Page 1

2 Table des matières c) Enoncé : d) Référentiel galiléen : 2) Deuxième loi de Newton : loi fondamentale de la dynamique : a) Expérience : b) Enoncé : 3) Troisième loi de Newton : loi d'interaction : II) Travail et puissance d'une force : 1) Travail élémentaire : 2) Travail d'une force lors d'un déplacement fini : a) Force localisée et constante : b) Forces localisée constamment orthogonale au déplacement : c) Forces réparties : 3) Exemple du calcul du travail du poids : 4) Puissance d'une Force : IV) L'énergie en mécanique classique : 1) Configurations et états d un système : 2) Définitions : a) Energie potentielle : b) Energie Cinétique : 3) Exemples de calcul de l'énergie potentielle : a) Energie potentielle de pesanteur : b) Energie potentielle d'élasticité d'un ressort : V) Loi de conservation de l'énergie : 1) Energie mécanique : 2) Système conservatif : 3) Système non conservatif : 4) Théorème de l'énergie cinétique : 5) Energie interne d'un système de particules : VI) Quantité de mouvement : 1) Expérience : 2) Définition : 3) Loi de conservation de la quantité de mouvement : 4) Energie cinétique et quantité de mouvement : VII) Introduction des relations de la mécanique relativiste : 1) Energie de masse et relation d'einstein : 2) Quantité de mouvement en mécanique relativiste : 3) Relation entre énergie et quantité de mouvement : I) Choc ponctuel entre particules : 1) Choc ou collision : 2) Modèle du choc ponctuel : II) Lois de conservation au cours d'un choc : Chapitre n 3 : LES CHOCS Page 2 Christian BOUVIER

3 Physique - 6 ème année - Ecole Européenne 1) Conservation de la quantité de mouvement : a) Système isolé ou pseudo isolé : b) Système non pseudo isolé : c) Etude expérimentale : 2) Choc élastique : 3) Choc inélastique : III) Choc élastique : 1) Indétermination du problème : 2) Choc élastique dans le référentiel du laboratoire : a) Choc frontal : b) Choc latéral : 3) Choc élastique dans le référentiel barycentrique : Chapitre n 4 : CINEMATIQUE DU MOUVEMENT CIRCULAIRE I) Grandeurs cinématiques associées au mouvement circulaire : 1) Repérage d'un point mobile : a) Abscisse curviligne : b) Abscisse angulaire : c) Relation entre abscisse curviligne et abscisse angulaire : 2) Vitesse linéaire et vitesse angulaire : a) Vitesse linéaire : b) Vitesse angulaire : 3) Vecteur accélération : a) Définition cinématique : b) expression dans le repère de Frénet : 4) Composantes dans le repère de Frénet : a) Repère de Frénet : b) Vecteur vitesse : c) Vecteur accélération : II) Cas particulier du mouvement circulaire uniforme : 1) Vitesse angulaire : 2) Vecteur accélération : 3) Période de rotation : Chapitre n 5 : MOUVEMENT DES SATELLITES ET DES PLANETES I) La loi de la gravitation universelle : 1) Les 3 lois empiriques de Kepler : a) Les deux premières lois de Kepler : b) Troisième loi de Kepler : 2) Satellite d'une planète : 3) Loi d'attraction universelle : a) La pomme et la Lune : Ecole Européenne de Francfort Page 3

4 Table des matières b) Interaction de gravitation : c) Objet à symétrie sphérique : II) Champ de gravitation : 1) Notion de champ de gravitation : 2) Définition : 3) Lignes de champ : III) Champ de pesanteur : 1) Force gravitationnelle et poids : 2) Champ de gravitation et champ de pesanteur : 3) Champ de pesanteur uniforme : IV) Mouvement d un satellite dans le champ d un astre : 1) Mouvement d une planète et lois de Kepler : 2) Satellite de la Terre : a) Généralités : b) Satellite géostationnaire : V) Apesanteur et impesanteur : Chapitre n 6 : SYSTEMES OSCILLANTS I) Notion de système oscillant : 1) Définitions : a) Exemples d'oscillateurs : b) Equilibre d'un système : c) Oscillateur et période : 2) Différents types d'oscillations : II) Dispositif solide-ressort ou oscillateur élastique : 1) Force de rappel exercée par un ressort : 2) Dispositif expérimental : 3) Etude "mécaniste" de l'oscillateur élastique non amorti : a) Equation différentielle : b) Oscillateur harmonique : 4) Oscillateur harmonique et mouvement circulaire uniforme : 5) Amortissement de l'oscillateur élastique : III) Aspect énergétique : IV) Pendule simple : 1) Pendule pesant et pendule simple : 2) Etude mécaniste du pendule simple : a) Equation différentielle : b) Cas des petites oscillations : V) Oscillations mécaniques forcées : 1) Dispositif expérimental : 2) Définition : 3) Résonance : a) Mise en évidence : Page 4 Christian BOUVIER

5 Physique - 6 ème année - Ecole Européenne b) Courbe de résonance : Chapitre n 7 : INTERACTIONS ELECTRIQUES ET CONDENSATEUR I) Loi de Coulomb : 1) Interaction électrostatique : 2) Enoncé de la loi de Coulomb : a) Mesure de la force de Coulomb : b) Vecteur force : 3) Loi de Coulomb et loi de gravitation : II) Champ électrique : 1) Notion de champ électrique : 2) Définition : 3) Champ électrique créé par une charge ponctuelle : 4) Champ électrique uniforme : III) Généralités sur les condensateurs : 1) Capacité d un condensateur : a) Condensation de l électricité : b) Variation de la charge avec la tension appliquée : 2) Association de condensateurs : a) Condensateurs en parallèle : b) Condensateurs en série : 3) Capacité du condensateur plan : 4) Energie emmagasinée par le condensateur : Chapitre n 8 : CHAMP MAGNETIQUE ET BOBINE I) Notion de champ magnétique : 1) Sources de champ magnétique : a) Les aimants : b) Les courants : c) La Terre : 2) Unité et mesure du champ magnétique : a) Unité légale : b) Le tesla-mètre : c) Ordre de grandeur : 4) Spectre magnétique : a) Lignes de champ : b) Spectre du champ magnétique : II) Différents effets du champ magnétique : 1) Action d'un champ magnétique sur un aimant : 2) Action d'un champ magnétique sur un faisceau d'électrons : 3) Action d'un champ magnétique sur un courant, force de Laplace : Ecole Européenne de Francfort Page 5

6 Table des matières a) Expérience de Laplace : b) Intensité du champ magnétique : III) Champ magnétique créé par un fil infini parcouru par un courant IV) Notions sur l origine des phénomènes magnétiques : 1) A l'échelle macroscopique : 2) A l'échelle atomique ou nucléaire : a) Le ferromagnétisme : b) Le paramagnétisme : c) Le diamagnétisme : d) L'antiferromagnétisme : V) Solénoïde, bobine et bobines de Helmholtz : 1) Solénoïde et bobine : 2) Bobines de Helmholtz : 3) Champ magnétique uniforme : Eletricité n 1 : CONDENSATEUR ET CIRCUIT RC I) Généralités : 1) Algébrisation des grandeurs électriques : 2) Rappel de la loi d Ohm : 3) Cas du condensateur : 4) Relation entre charge et intensité : II) Capacité d un condensateur : 1) Condensation de l électricité : 2) Variation de la charge avec la tension appliquée : 3) Relation algébrique instantanée : III) Réponse d un dipôle RC à un "échelon de tension" : 1) Expérience théorique : 2) "Charge" du condensateur : a) Etablissement de l équation différentielle : b) Solution de l équation différentielle : c) Charge et intensité du courant : 3) Décharge du condensateur dans une résistance : a) Etablissement de l équation différentielle : b) Solution de l équation différentielle : c) Charge et intensité du courant : 4) Constante de temps du dipôle RC : a) Analyse dimensionnelle : b) Détermination de la constante de temps : c) Influence de la constante de temps : 5) Etude expérimentale : IV) Energie emmagasinée par le condensateur : : Page 6 Christian BOUVIER

7 Physique - 6 ème année - Ecole Européenne Eletricité n 2 : BOBINE ET CIRCUIT RL I) Influence d une bobine dans un circuit : 1) Généralités : 2) Retard à l établissement du courant : 3) Surtension à l ouverture du circuit : II) Caractéristiques d une bobine : 1) Inductance d une bobine : 2) Tension aux bornes d une bobine : III) Réponse d un dipôle RL à un échelon de tension : 1) Expérience théorique : 2) Etablissement du courant : a) Equation différentielle : b) Solution de l équation différentielle : 3) Rupture du courant : a) Equation différentielle : b) Solution de l équation différentielle : 4) Constante de temps du dipôle RL : a) Analyse dimensionnelle : b) Détermination de la constante de temps : c) Influence de la constante de temps : 5) Etude expérimentale : IV) Energie magnétique emmagasinée dans la bobine : Eletricité n 3 : OSCILLATIONS LIBRES D'UN CIRCUIT RLC I) Régime libre du circuit RLC série : 1) Expérience : 2) Oscillations libres du circuit RLC série : a) Régime pseudo-périodique : b) Régime apériodique : c) Régime apériodique critique : 3) Equation différentielle : II) Décharge oscillante non amortie du circuit LC : 1) Mise en équation : 2) Solution de l équation différentielle : a) Oscillateur harmonique : b) Conditions initiales : c) Notion d avance et de retard : 3) Période et pseudo-période : III) Etude énergétique : 1) Montage : 2) Résultats : 3) Interprétation qualitative des oscillations : Ecole Européenne de Francfort Page 7

8 Table des matières IV) Analogie électro-mécanique : 1) Tableau comparatif : 2) Autres points de comparaison : 3) Etude de l'oscillateur amorti : a) Oscillateur mécanique amorti : b) Oscillateur électrique avec résistance : c) Conclusion : V) Entretien des oscillations : 1) Amplificateur opérationnel, résistance négative : 2) Circuit oscillant : Electricité n 4 : COURANT ELECTRIQUE SINUSOÏDAL OSCILLATIONS ELECTRIQUES SINUSOÏDALES FORCEES I) Généralités : 1) Signal et réponse : 2) Conventions et représentations : a) Présentation : b) déphasage : c) Représentation de Fresnel de u(t) et i(t) : d) Dipôles en série : 3) Intensité et tension efficaces : 4) Impédance : 5) Facteur de puissance : II) Etude théorique de quelques dipôles : 1) Introduction : 2) Conducteur ohmique : 3) Condensateur : 4) Bobine ou solénoïde : a) Bobine idéale : b) Bobine réelle : III) Etude d un circuit R, L, C série : 1) Impédance et déphasage : 2) Facteur de puissance : 3) Résonance d intensité du circuit R, L, C série : IV) Courbes d'évolution de l'amplitude de la réponse en fonction de la fréquence N : 1) Présentation : 2) Représentation graphique : V) Etude expérimentale d un circuit R, L, C série : 1) Expérience : 2) Résonance d intensité du circuit R, L, C : a) Mise en évidence : b) Courbe de résonance : c) Acuité de la résonance : Page 8 Christian BOUVIER

9 Physique - 6 ème année - Ecole Européenne Optique n 1 : LENTILLES MINCES I) Généralités sur les systèmes optiques : 1) Notion d'objet et d'image : 2) Stigmatisme : 3) Diamètre apparent d'un objet étendu. Pouvoir séparateur : II) Généralités sur les lentilles minces : 1) Définitions : 2) Conditions de Gauss : III) Lentilles minces convergentes : 1) Foyers et distances focales : a) Foyers et distance focale image : b) foyers et distance focale objet : c) Marche d'un rayon quelconque : 2) Image d'un objet par une lentille mince convergente : a) Image d'un objet réel situé en avant le foyer objet F : b) Image d'un objet réel situé entre O et F : c) Image d'un objet situé à l'infini : d) Image d'un objet virtuel : 3) Formules de conjugaison : 4) Formule de grandissement : IV) Lentilles minces divergentes : 1) Foyers et distances focales : a) Foyers et distance focale image : b) foyers et distance focale objet : c) Marche d'un rayon quelconque : 2) Image d'un objet par une lentille mince divergente : a) Image d'un objet réel : b) Image d'un objet virtuel situé entre O et F : 3) formules de conjugaison : V) Vergence d'une lentille : 1) Définition et unité : 2) Vergence de deux lentilles minces L 1 et L 2 accolées : Optique n 2 : APPLICATION DE L'OPTIQUE GEOMETRIQUE I) Focométrie : 1) Utilisation de la relation de conjugaison : 2) Méthode de Bessel : 3) Méthode de Silbermann : 4) Autocollimation : 5) Conclusion : Ecole Européenne de Francfort Page 9

10 Table des matières II) L'œil : 1) Les fonctions de l œil : a) L accommodation : b) Rôle de la pupille : c) Pouvoir séparateur : 2) Les défauts de l œil : a) La myopie : b) L'hypermétropie : c) La presbytie : d) L'astigmatisme : III) La loupe : 1) Utilisation de la loupe : 2) Grossissement : 3) Puissance : IV) Le microscope : 1) Description et utilisation : 2) Construction des images successives : 3) Latitude de mise au point : 4) Cercle oculaire : 5) Pouvoir séparateur : V) Limite du pouvoir séparateur d'un instrument d'optique : 1) Phénomène de diffraction : a) Diffraction par une fente : b) Diffraction par un trou circulaire : c) Diffraction par un objet opaque : 2) Pouvoir séparateur d un instrument d optique : 3) Calculs : VI) Lunette astronomique : 1) Image donnée par l objectif : 2) Image finale : 3) Grossissement d une lunette afocale : 4) Cercle oculaire : 5) Collecteur de lumière : 6) Lunette de Galilée : Page 10 Christian BOUVIER