Mercredi 12 fevrier 2014

Les colles de Physique de cette semaine seront consacrées à la dynamique du point en référentiel galiléen.
Quelques questions de cours également sur l’aspect énergétique de la dynamique du point. Mais en exercices la seule méthode de résolution exigible cette semaine est l’application du PFD.
Attention à la rédaction au tableau : n’additionnez pas ou n’égalisez pas des vecteurs avec des scalaires (= des « nombres »), ou vous allez vous attirer les foudres divines. Attention également à ne pas écrire des expressions non homogènes, vous devez à ce stade de l’année être capable de repérer tous seuls quand une expression n’est pas homogène.

QUESTIONS DE COURS DE CETTE SEMAINE
Q1. Enoncer le principe d’inertie. Décrire le mouvement relatif de deux référentiels galiléens.
Q2. Donner efficacement (ie. rapidement et sans se tromper) les projections d’un ou plusieurs vecteurs dans une base, à partir de figure(s) fournie(s) par le colleur.
(Exemple : on peut vous fournir une figure du type de celle ci-contre et vous demander les projections des forces dans la base

    \[(\overrightarrow{u_x},\overrightarrow{u_y})\]

. Attention ceci n’est qu’un EXEMPLE.)
Q3. Enoncer les lois de Coulomb du frottement solide.
Q4. Donner deux exemples de forces agissant à distance. On précisera leur expression, et le champ vectoriel associé.
Q5. Définir le travail élémentaire d’une force. Définir son travail au cours d’un déplacement fini. Définir la puissance d’une force.
Q6. Enoncer puis démontrer le théorème de l’énergie cinétique..
Q7. Etablir l’expression de la position, de la vitesse et de l’accélération pour un mouvement circulaire uniforme, dans la base qui vous semble la plus adaptée.

 

COMPÉTENCES ÉVALUABLES CETTE SEMAINE DANS LES EXERCICES

DYNAMIQUE DU POINT EN REFERENTIEL GALILEEN

Forces. Principes des actions réciproques.
– Établir un bilan des forces sur un système, ou plusieurs systèmes en interaction et en rendre compte sur une figure.

Référentiel galiléen. Principe d’inertie.
– Décrire le mouvement relatif de deux référentiels galiléens.
Loi de la quantité de mouvement (« principe fondamental de la dynamique ») dans un référentiel galiléen.
– Déterminer les équations du mouvement d’un point matériel ou du centre d’inertie d’un système fermé.
Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme.
– Mettre en équation le mouvement sans frottement et le caractériser comme un mouvement à vecteur-accélération constant.
Influence de la résistance de l’air.
– Prendre en compte la traînée pour modéliser une situation réelle.
– Exploiter une équation différentielle sans la résoudre analytiquement : analyse en ordres de grandeur, détermination de la vitesse limite, utilisation des résultats fournis par un logiciel d’intégration numérique.
Pendule simple.
– Établir l’équation du mouvement du pendule simple.
– Justifier l’analogie avec l’oscillateur harmonique dans le cadre de l’approximation linéaire.
Lois de Coulomb du frottement de glissement dans le cas d’un solide en translation.
– Exploiter les lois de Coulomb fournies dans les trois situations : équilibre, mise en mouvement, freinage.
– Formuler une hypothèse (quant au glissement ou non) et la valider.
 

CINEMATIQUE DU POINT

Espace et temps classiques. Référentiel d’observation. Caractère relatif du mouvement. Description d’un mouvement. Vecteur position, vecteur vitesse, vecteur accélération.
Systèmes de coordonnées cartésiennes, cylindriques, sphériques.
– 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.
Concernant les exemples que nous avons étudiés en cours :
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.

CINEMATIQUE DU SOLIDE

Définition d’un solide : différencier un solide d’un système déformable.
Translation : Reconnaître et décrire une translation rectiligne, une translation circulaire.
Attention à ne pas confondre translation circulaire et rotation autour d’un axe fixe !
Rotation autour d’un axe fixe : Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer sa vitesse en fonction de sa distance à l’axe et de sa vitesse angulaire.

Bon travail à tous !