Du 23/11 au 27/11/2020

Cette semaine, les colles de Physique seront consacrées :

  • aux circuits électriques du 1er ordre en régime transitoire (chapitre B2, TD 4) ;
  • à l’oscillateur harmonique, avec l’exemple mécanique du système masse-ressort (chapitre B3, TD5).

La liste des capacités exigibles figure en bas de cette page.

Quelques remarques à destination les colleurs :

1 – le portrait de phase n’est pas encore au programme ;
2 – en mécanique, on ne pourra pas (pour l’instant) poser d’exercices nécessitant de projeter des forces à l’aide de fonctions cosinus et sinus (donc, pas de système masse-ressort sur plan incliné, par exemple) ;
3 – la notion de référentiel galiléen n’a pas encore été abordée ;
4 – seule l’équation différentielle de l’oscillateur harmonique a été vue (donc, pas de terme d’amortissement).

Concernant les trois premiers points, toutes ces notions seront vues lorsque nous aborderons la “vraie” partie Mécanique du cours (à partir de fin janvier).

En exercices, on s’attachera particulièrement à évaluer :

  • la bonne utilisation des lois de l’électricité (lois des mailles, des nœuds, relations intensité-tension, ponts diviseurs, associations de résistances), sans faire d’erreurs de signe.
  • la détermination correcte des conditions initiales (même lorsqu’elles sont non triviales), en utilisant les bons arguments physiques (continuité de certains signaux électriques).
  • l’aisance à résoudre les équations différentielles linéaires,
  • l’aptitude des étudiants à vérifier l’homogénéité de leurs résultats finaux.

CIRCUITS ELECTRIQUES DU 1er ORDRE

  • Utiliser la loi des mailles.
  • Algébriser les grandeurs électriques et utiliser les conventions récepteur et générateur.
  • Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans différents domaines d’application.
  • Utiliser les relations entre l’intensité et la tension pour les dipôles R, L, et C.
  • Citer les ordres de grandeurs des composants R, L et C.
  • Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance.
  • Exprimer l’énergie stockée dans un condensateur ou dans une bobine.
  • Remplacer une association série ou parallèle de deux résistances par une résistance équivalente.
  • Établir et exploiter les relations de diviseurs de tension ou de courant. (Note pour les colleurs : les capacités ou inductances équivalentes à l’association série ou parallèle de condensateurs ou de bobines n’est plus un résultat de cours exigible.)
  • Distinguer, sur un relevé expérimental, régime transitoire et régime permanent au cours de l’évolution d’un système du premier ordre soumis à un échelon.
  • Interpréter et utiliser les continuités de la tension aux bornes d’un condensateur ou de l’intensité dans une bobine.
  • Établir l’équation différentielle du premier ordre vérifiée par une grandeur électrique dans un circuit comportant une ou deux mailles.
  • Déterminer analytiquement la réponse temporelle dans le cas d’un régime libre ou d’un échelon.
  • Déterminer un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire.
  • Stockage et dissipation d’énergie : réaliser des bilans énergétiques.

OSCILLATEUR HARMONIQUE

  • Établir et reconnaître l’équation différentielle qui caractérise un oscillateur harmonique. La résoudre compte tenu des conditions initiales.
  • Caractériser le mouvement en utilisant les notions d’amplitude, de phase, de période, de fréquence, de pulsation.
  • Contrôler la cohérence de la solution obtenue avec la conservation de l’énergie mécanique, l’expression de l’énergie potentielle élastique étant ici affirmée.