PY2os (2013-2014)
Agenda semanal
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Programme
Celles et ceux qui souhaitent davantage d'apport théorique peuvent consulter en ligne Physique générale 1. Mécanique et thermodynamique Giancoli ou acquérir Physique-chimie Volume 1 et 2, Paul Avanzi, Alain Kespy, Jacques Perret-Gentil, Daniel Pfistner.
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iLES
Nous utiliserons une plate-forme d'apprentissage.
- Création de votre compte personnel
- Structure du site
- Outils de travail
- Activités
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Cinématique
- Référentiel
- Vitesse et accélération moyenne
- Vitesse et accélération instantanée
- Horaire
Devoirs
Terminer le test -
Cinématique
- La mesure et l'incertitude. À quelle précision faut-il donner les résultats ?
- Incertitude, incertitude relative, chiffres significatifs
- Référentiel : distance parcourue et position, vitesse moyenne, MRU, MRUA
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Corrigé des devoirs
Comment exprimer le résultat d'une mesure répétée un grand nombre de fois?
On admet en général que les incertitudes sur une mesure répétée un grand nombre de fois sont des variables aléatoires distribuées statistiquement suivant une loi normale (ou loi de Gauss). Comme cette loi est par définition symétrique, on définit l'incertitude comme l'intervalle qui contient k fois son écart-type, et on appelle k le facteur d'élargissement.
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Ce mouvement peut se décomposer en un MRU selon l'axe Ox et un MRUA selon l'axe Oy. L'équation de la trajectoire qui s'obtient en éliminant le temps entre les deux équations donnant le MRU et le MRUA permet de résoudre des problèmes de balistique.
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Champ de l'épreuve
- Cinématique, MRU, MRUA, lois
- vitesse et accélération moyennes et intantanées
- référentiel et mouvements relatifs
- représentations graphiques des grandeurs cinématiques (horaires)
- interprétation de graphiques: pente et aire
- problèmes de croisements et de collisions
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Traitement de données
À partir de valeurs mesurées au laboratoire, vous allez établir des graphiques et déterminer certaines grandeurs caractérisant le mouvement d'une bille en chute libre.Force, travail et énergie
- force: grandeur vectorielle
- travail et énergie: grandeurs scalaires
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Vacances scolaires
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Dynamique
- lois du mouvement de Newton
- force, travail et énergie
- puissance
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Différentes formes d'énergie
- cinétique
- potentielle gravitationnelle
- potentielle élastique
- mécanique
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Transformations d'énergies
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Énergie thermique
- chaleur et température
- changement d'état
- chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation
- température d'équilibre
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Révision
- vous pouvez refaire les tests en exercice pour vous préparer
- réponses à vos questions
- points de théorie à éclaircir
Jeudi: séance de laboratoire, tour B, salle B201
Première série de mesures
- Mesurer le temps de passage ∆t d'un bille au bas d'un rail en fonction de la hauteur h du point de départ.
- Mesurer le diamètre de la bille et calculer sa vitesse v à partir de ∆t et de son diamètre.
- Reporter la vitesse v2 en fonction de h et en déduire g (accélération terrestre).
Deuxième série
- Mesurer l'angle d'inclinaison θ du rail.
- Mesurer le temps de passage ∆t de la bille au bas du rail en fonction de la distance x parcourue.
- Calculer sa vitesse finale et le temps de descente t.
- Reporter x en fonction de t2 et en déduire g.
Comparer la valeur de l'accélération terrestre g obtenue à partir de ces deux séries de mesures.
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Début des épreuves semestrielles
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Semestrielle de physique: vendredi 20 décembre 2013 à 8h00. Durée 120 minutes. Salle D206.
Champ de l'épreuve
- 2 questions sur la cinématique:
- lois du mouvement (MRU, MRUA)
- horaires
- interprétation
- 5 questions sur la dynamique:
- lois de Newton
- forces de frottement statique et dynamique
- 3 questions sur l'énergétique
- formes d'énergie
- théorème de l'énergie cinétique
- principes de conservation
- 5 questions sur chaleur et température
- changements d'état
- température d'équilibre
Tous documents et Internet autorisés.
- 2 questions sur la cinématique:
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- Corrigé de la semestrielle
- Vérification des moyennes
Jeudi 9 janvier: séance de laboratoire, tour B.
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Exploitation des mesures
1. Conservation de l'énergie mécanique et accélération terrestre (labo du 5 déc.)
Mesures: différence de hauteur et temps de passage- ∆h différence de hauteur entre le point de départ et le point d'arrivée de la bille sur le rail
- ∆t différence de temps entre l'interruption et le rétablissement du faisceau lumineux de la cellule par la bille
À partir de vos mesures, de celles du diamètre et de la masse de la bille et de l'écartement du rail, calculez les grandeurs suivantes et complétez le tableau:
∆h ∆t Epot v Ecin (translation) Ecin (rotation) Ecin (totale) Eméc en m en s en J en m/s en J en J en J en J Indication: l'énergie cinétique de rotation est donnée par Ecin rotation=0.5Iω2 où I est le moment d'inertie de la bille et ω=v/r sa vitesse angulaire de rotation. Attention, r n'est pas le rayon de la bille, mais le rayon de roulement qui s'obtient à partir de l'écartement e du rail et du rayon R de la bille.
2. Chaleurs massique et latente de vaporisation de l'eau
Mesures: température et masse de l'eau en fonction du temps- élaboration des graphiques
- ajustement de droites sur les points de mesure
- obtention de la pente
- détermination de la chaleur massique et de la chaleur latente de vaporisation
- comparaison avec les valeurs des tables
- discussion
Voir: moment d'inertie, exercices
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Électricité
- Électrostatique, introduction
- Interaction entre charges
Jeudi
- Bille roulant sur un rail
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Lundi 27 janvier, séance de laboratoire, tour B.
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Électricité
- notion de champ. Champ scalaire, champ vectoriel
- charge source, charge test
- lignes de champ
- équipotentielles
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Vacances scolaires
Substance Coefficient de dilatation linéique 1/°C Aluminium 2.3 × 10-5 Argent 1.9 × 10-5 Cuivre 1.7 × 10-5 Fer 1.2 × 10-5 Invar 0.2 × 10-5 Plomb 2.9 × 10-5 Verre 0.3 × 10-5 Zinc 3.5 × 10-5 -
Électricité
- notion de champ. Champ scalaire, champ vectoriel
- charge source, charge test
- lignes de champ
- équipotentielle
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Champ électrique et accélération de particules
Expressions à utiliser pour tenir compte des effets relativistes
Jeudi 6 mars. Séance de laboratoire. Tour B, salle B203.
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Dilatation de l'éthanol: Exploitation des mesures
- élaborez un graphique à partir de vos mesures
- ajustez une droite sur les points de mesure
- trouvez la pente de cette droite
- calculez le coefficient de dilatation volumique γ à partir de cette pente
Champ magnétique
- sources
- moment magnétique
- dispositifs expérimentaux
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Préparation à l'épreuve
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Substance Coefficient de dilatation linéique 1/°C Aluminium 2.3 × 10-5 Argent 1.9 × 10-5 Cuivre 1.7 × 10-5 Fer 1.2 × 10-5 Invar 0.2 × 10-5 Plomb 2.9 × 10-5 Verre 0.3 × 10-5 Zinc 3.5 × 10-5 -
Magnétisme
- Force de Lorentz
- Force de Laplace
Optique géométrique
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Optique géométrique
- diffusion, réflexion et réfraction de la lumière
- notion de rayon lumineux
- nature des objets et images
- dispositifs expérimentaux
- lois
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Vacances scolaires 17 au 25 avril 2014
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Vacances scolaires 17 au 25 avril 2014
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Optique géométrique
- corrigé des exercices
Sugata Mitra a reçu le prix TED en 2013. Son vœu: construire une école dans le nuage où chaque enfant peut explorer et apprendre de chacun.
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Oscillations et ondes
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Une masse accrochée à un ressort constitue un oscillateur harmonique. Dans ce système, la masse est soumise à deux forces : son poids et la force de rappel due au ressort. Par un choix judicieux de l'origine de l'axe qui repère la position de la masse, il est possible de « neutraliser » la contribution du poids. L'examen du système peut alors se faire en considérant uniquement la force de rappel exercée sur la masse par le ressort lorsqu'elle s'écarte de sa position d'équilibre.
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Examens semestriels
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Semestrielle 2014. PY2os. Mardi 3 juin 13h20 BE04
Champ de l'épreuve (12 questions, 85 points, 120 minutes)
- Bille roulant sur un rail (labo) 1 question, 10 points
- Champ électrique 5 questions, 25 points
- Champ magnétique 3 questions, 20 points
- Optique géométrique 2 questions 20 points
- Oscillations et ondes 1 question, 10 points