cours physique II svtu s2 mécanique, mécanique des fluides, électricité fssm 14-15

cours physique II svt s2 mécanique, mécanique de fluide, électricité fssm 2014-2015

Université Cadi Ayyad
Faculté des Sciences Semlalia-Marrakech
Département de Physique
Année universitaire 2014-2015
filière SVT / S2
Module Physique II :  mécanique ,mécanique de fluide , électricité
Lahrouni, A. FSSM - Marrakech

4 chapitres:
Chapitre 1 – RAPPELS MATHÉMATIQUES
Chapitre 2 – MÉCANIQUE DU POINT
Chapitre 3 – MECANIQUE DES FLUIDES
Chapitre 4 – ELECTROSTATIQUE ? ELECTROCINETIQUE ET MAGNÉTOSTATIQUE


Voir aussi:
Module physique II svtu s2 mécanique ,mécanique des fluides , électricité
    --> td + corrigé fssm 2014-2015
    --> contrôles + corrigé fssm 2014-2015



Sommaire:
Chapitre 1 – RAPPELS MATHÉMATIQUES
I/ Introduction et définitions
Repères d’espace
Coordonnées
Base
II/ Opérations sur les vecteurs
Définitions
Conséquence
Notation du cours
Remarques
Conséquence
Exemple
Somme
Norme
Produit scalaire
Cosinus de l’angle
Vecteur unitaire
Produit vectoriel de deux vecteurs
Interprétation géométrique du produit vectoriel
Moment d’un vecteur lié
Produit mixte et double produit vectoriel
Propriétés
Exercice
Interprétation géométrique du produit mixte
III/ Dérivation vectorielle
IV/ Systèmes de coordonnées
1) Repère cartésien
Représentation
2) Repère cylindrique
Coordonnées
Représentation
3) Repère sphérique
Coordonnées
Représentation
4) Le vecteur
Propriétés
Exemple

Chapitre 2 – MÉCANIQUE DU POINT
Partie A : Cinématique du point matériel
I- Introduction
II- Notions de vitesse et d’accélération
1/ La vitesse et accélération d’un point M en coordonnées cartésiennes
Remarque
Exemple
3/ Vitesse et accélération dans les systèmes cylindrique et polaire
4/ Quelques mouvements particuliers
4.1- Mouvement rectiligne
4.2- Mouvement circulaire
accélération tangentielle
accélération normale
accélération normale
Conséquence
4.3- Mouvement hélicoïdal
4.3- Mouvement hélicoïdal
III- Mouvement relatif d’un point mobile
1- Introduction
2- Définitions
3- Composition des vitesses
4/ Composition des accélérations
Cas particuliers
Exercices d’application
Réponse
Partie B – Forces, Principes et Energie mécanique
I/ Introduction
II/ La loi fondamentale
III/ Les types de forces
Types de forces :
Principe des actions réciproques (ou principe de l’action et de la réaction)
IV/ Changement de référentiels
V/ Energie d’un point matériel
Définitions
VI/ Forces conservatives
Définition
Définition
Propriété
Travail du poids
Remarque
Energie potentielle d’un point matériel
Energie potentielle de quelques champs de forces
Energie cinétique d’un point matériel
Energie mécanique d’un point matériel, Em
Conséquences
VII/ Oscillateurs harmoniques libres, amortis et forcés
Oscillations libres non amorties
Aspect énergétique
Oscillateurs libres amorties

Chapitre 3 : MECANIQUE DES FLUIDES
Parti A : Statique des fluides
I/ Introduction
II/ Propriétés des fluides
1/ Compressibilité
2/ Masse volumique, densité et poids volumique
III/ La pression
Exercices
1/ Loi de Pascal
2/ Equation Fondamentale de l'Hydrostatique
3/ Pression effective et Pression absolue
Exercices
4/ Théorème d’Archimède
Exercice
Parti B : Dynamique des fluides
I/ Introduction
II/ Propriétés des fluides en mouvement
1/ Débit
2/ Viscosité
Expérience
Unité
Viscosité cinématique
Unité
2/ Vitesse moyenne
Exercice
IV/ Equations de Bernoulli
Cas des fluides réels
V/ Les différents régimes d'écoulement : nombre de Reynolds
Loi de Poiseuille
Principe d'un venturi
Cas des gaz
Parti C : Tension superficielle
I/ Observations du phénomène
II/ La force de tension superficielle
Définition
Unité
Ordres de grandeur (dans le cas d'interface liquide-air)
Généralisation
III/ Angle θ  de raccordement liquide/solide
IV/ Expression de l’angle de contacte
V/ Tube capillaire - loi de Jurin
Cas de la montée
VI/ Loi de Laplace - Généralisation
Généralisation
Exercices d’application
Eléments de réponses

Chapitre 4 – ELECTROSTATIQUE ? ELECTROCINETIQUE ET MAGNÉTOSTATIQUE
Parti A - Electrostatique
I- Introduction
Conducteurs et isolants électriques
II- Forces et Champ électrostatique
Force électrostatique
• Intensité : Loi de Coulomb
Champ électrostatique E
Relation entre champ et force électrostatique
Champ électrostatique crée par un ensemble de charges (Théorème de superposition
Lignes de champ
III- Potentiel électrostatique
Relation entre champ E et différence de potentiel élémentaire dV
Remarques
Cas particulier : champ uniforme
Application
Exercice d’application
Solution
IV- Le condensateur
Capacité du condensateur (exprimée en farad, F)
Capacité d’un condensateur plan
Association de condensateurs
♦association en parallèle
♦association en série
Energie emmagasinée par un condensateur
F- Cas d’une distribution de charges
Parti B - Electrocinétique
1 - RAPPELS
11 - Le "courant électrique"
Remarque
Unités
2 - LOI D'OHM
• Résistance pure
• Résistivité ρ
- Conducteurs
- Isolants
Application de la loi d’OHM
Associations de résistances
3 - APPAREIL DE MESURE DE COURANT ET DE TENSION
• Ampèremètre
• Voltmètre
Remarques
4 - GENERATEUR OU SOURCE D’ENERGIE
• Générateur de tension indépendant
• Générateur de tension parfait (ou idéal)
Symbole
• Générateur de tension réel
• Générateur de courant indépendant
• Générateur de courant parfait (ou idéal)
• Générateur de courant réel
• Générateurs dépendants (ou sources liées)
5 - LOI D'OHM GENERALISÉE
1. Générateur
• Tension délivrée
• Puissance fournie
2. Récepteur
• Tension aux bornes
• Puissance consommée
Applications : Loi d'Ohm dans une branche ou dans une maille
- Diviseur de tension : le potentiomètre
- Diviseur de courant
6- LES LOIS DE KIRCHHOFF
Définitions
Loi des noeuds.
Loi des mailles.
Théorème de superposition
7- EXERCICES D’APPLICATION
Exercice 1
Solution
Remarque
Exercice 2
Exercice 3
Partie C – Magnétostatique et électromagnétisme
1 - Les aimants
2 - Le champ magnétique
• Le matériau Ferromagnétique
3 - Electromagnétisme - Champs créés par des courants
3.1 - Champs créés par des courants
a- Loi de BIOT et SAVART
Méthodologie
Remarques
b- Champs créés par des courants particuliers
i) Fil rectiligne fini
ii) Fil rectiligne infini
iii) Spire circulaire de rayon R
iv) pôles d'un aimant, faces d'une bobine
v) solénoïde infini
vi) solénoïde fini
4- Le flux magnétique
1 - 3 Théorème d'AMPERE
4- Forces de LAPLACE et de LORENTZ
Forces de LAPLACE
Force de LORENTZ
5- Energie potentielle électromagnétique
Règle du flux maximum
II - Exemples d'application
Exemple 1
Réponse
Exemple 2
Réponse



M12 : Physique II (Cours : 27h, TP : 12h, TD : 09h)
Objectifs du module :
Contenu du module :
Cours (27h) :
Mécanique.
I. Cinématique. Vecteurs position, vitesse et accélération. Représentations paramétriques
d’un mouvement. Eudes de quelques mouvements (rectiligne, circulaire, sinusoïdal).
II. Dynamique. Principe fondamental de la dynamique. Notion de masse. Force d’attraction
universelle. Force centrifuge et centrifugation. Mouvement de La Lune autour de La Terre.
III. Travail, énergie et puissance.
IV. Statique.
Mécanique des fluides.
I. Notions générales. Fluides, pression, masse volumique, écoulement. Poussée
d’Archimède, théorème de Pascal.
II. Relation de continuité.
III. Théorème de Bernoulli et applications. (manomètre, rôle de la gravitation dans la
circulation sanguine, tube de Venturi…).
IV. Fluides visqueux. Observations expérimentales, viscosité, loi de stockes. Nombre de
Reynolds. Loi de Poiseuille. Résistance à l’écoulement.
V. Tension des vaisseaux, tension superficielle, loi de Laplace et applications.
Electricité.
I. Forces électrostatiques, champs et potentiels. Forces électriques, champ électrique,
potentiel électrique. Surfaces équipotentielles. Dipôle électrique et forces de Van Der
Waals. Oscilloscope. Electrocardiographie. Capacité et effet des diélectriques. Energie
emmagasinée dans un condensateur.
II. Courants continus. Courant électrique. Résistance. Sources d’énergie dans les circuits
électriques. Puissance dans les circuits électriques. Résistances en série et en parallèle, les
règles de Kirchhoff. Voltmètres et ampèremètres. Circuits résistance et condensateur.
Sécurité électrique.
III. Magnétisme. Champ magnétique. Force magnétique sur une charge en mouvement.
Force magnétique sur un fil parcouru par un courant. Champ magnétique produit par des
courants. Forces entre deux fils parallèles parcourus par un courant. Application à la
spectroscopie de masse.
Travaux dirigés (09h) :
Exercices d’application.
Travaux pratiques (12h):
- Pendule simple et oscillateur harmonique.
-  Etude des théorèmes généraux.
-  Oscilloscope.
- Mesure des résistances.