Du 25/01 au 29/01/2021

Fonctionnement un peu particulier cette semaine : les colles se dérouleront en trois temps :

  1. un formulaire à remplir sur feuille (le même pour tout le monde, voir PDF ci-dessous) en moins de 5 minutes ;
  2. suivi d’une question de cours sur les ondes ;
  3. ensuite, on posera un exercice sur les ondes, ou/et un exercice de cinématique.

Si le formulaire sur les systèmes de coordonnées n’est pas rempli parfaitement en moins de 5 minutes, la note de colle ne dépassera pas 9/20 (quelle que soit la qualité de la prestation de l’étudiant ensuite, à la question de cours sur les ondes, et en exercices).

Remarque pour les étudiants :
J’ai mis le QCM “Vrai ou Faux” sur le chapitre C1 en ligne ici.

Pour commencer, chaque étudiant devra remplir ce formulaire (préalablement imprimé par l’interrogateur) en moins de 5 minutes :

PHYSIQUE DES ONDES

Exemples de signaux. Signaux périodiques. Spectres.
• Identifier les grandeurs physiques correspondant à des signaux acoustiques, électriques, électromagnétiques.
• Citer quelques ordres de grandeur de fréquences dans les domaines acoustiques et électromagnétiques.
• Savoir que l’on peut décomposer un signal périodique en une somme de fonctions sinusoïdales.
• Utiliser un développement en série de Fourier fourni par un formulaire.
• Définir la valeur moyenne et la valeur efficace. Établir par le calcul la valeur efficace d’un signal sinusoïdal.
• Savoir que le carré de la valeur efficace d’un signal périodique est la somme des carrés des valeurs efficaces de ses harmoniques.

Onde progressive dans le cas d’une propagation unidimensionnelle linéaire non dispersive. Célérité, retard temporel.
• Écrire les signaux sous la forme f(x-ct) ou g(x+ct).Écrire les signaux sous la forme f(t-x/c) ou g(t + x/c).
• Prévoir dans le cas d’une onde progressive pure l’évolution temporelle à position fixée, et prévoir la forme à différents instants.

Onde progressive sinusoïdale : déphasage, double périodicité spatiale et temporelle.
• Établir la relation entre la fréquence, la longueur d’onde et la célérité.
Interférences entre deux ondes acoustiques ou mécaniques de même fréquence.
• Utiliser la représentation de Fresnel pour déterminer l’amplitude de l’onde résultante en un point en fonction du déphasage.
• Exprimer les conditions d’interférences constructives ou destructives.

Battements.

Onde stationnaire mécanique.
• Caractériser une onde stationnaire par l’existence de nœuds et de ventres.
• Exprimer les fréquences des modes propres connaissant la célérité et la longueur de la corde.
• Savoir qu’une vibration quelconque d’une corde accrochée entre deux extrémités fixes se décompose en modes propres.
• Faire le lien avec le vocabulaire de la musique et savoir que le spectre émis par un instrument est en réalité plus complexe.


CINEMATIQUE

Espace et temps classiques. Référentiel d’observation. Caractère relatif du mouvement.

Description d’un mouvement. Vecteur position, vecteur vitesse, vecteur accélération.
– Savoir établir les expressions des composantes du vecteur position, du vecteur vitesse et du vecteur accélération dans le seul cas des coordonnées cartésiennes et cylindriques.
– Savoir expliquer à partir d’un schéma le déplacement élémentaire dans les différents systèmes de coordonnées, construire la base locale associée et en déduire les composantes du vecteur vitesse en coordonnées cartésiennes et cylindriques.
– Savoir choisir un système de coordonnées adapté au problème posé.

Exemple 1 : mouvement de vecteur accélération constant
– Obtenir la vitesse et la position en fonction du temps. Obtenir la trajectoire en coordonnées cartésiennes.

Exemple 2 : mouvement circulaire uniforme et non uniforme
– Savoir exprimer les composantes du vecteur position, du vecteur vitesse et du vecteur accélération en coordonnées polaires planes.
– Identifier les liens entre les composantes du vecteur accélération, la courbure de la trajectoire, la norme du vecteur vitesse et sa variation temporelle.
– Situer qualitativement la direction du vecteur accélération dans la concavité d’une trajectoire plane.