PHYSIQUE PCSI
Armel MARTIN
Collège Stanislas


SEMAINE 1 - lundi 31 août au samedi 05 septembre
Pas de colles.


SEMAINE 2 - lundi 07 au samedi 12 septembre
Pas de colles.


SEMAINE 3 - lundi 14 au samedi 19 septembre
  • Analyse dimensionnelle
  • MÉCANIQUE : CHAP. 1 GÉOMÉTRIE - Produit scalaire - Produit vectoriel - Droites et plans
  • MÉCANIQUE : CHAP. 2 CINÉMATIQUE
Remarques:
Les élèves corrigeront pour la première fois des exercices avec des coordonnées non cartésiennes mercredi 16 matin.
Colle du lundi: pas de sphériques en Q Cours, ni polaires ni sphériques en exercice.
Aider pour l'intégration des équations différentielles.

Suggestion de questions de cours:
  • Liste des 7 unités fondamentales (pas les définitions précises) - Symboles des dimensions associées (dans l'ordre habituel).
  • Produit scalaire, distance, projection d'un vecteur, orthogonalité.
  • Produit vectoriel: définition et propriétés, interpétation géométrique.
  • Barycentres: définition, cas de points, isobarycentre. Exercice d'application directe - ATTENTION! barycentres partiels pas encore vus.
  • Système de coordonnées cylindro-polaires et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expressions générales des vecteurs vitesse et accélération (démonstration complète).
  • Système de coordonnées sphériques et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expression générale du vecteur vitesse (démonstration complète).

ATTENTION: Les premiers exercices de cinématique proprement dite seront corrigés le mercredi 16. Donc privilégier des cas simples en cinématique, ou de la géométrie, et analyse dimensionnelle.


SEMAINE 4 - lundi 21 au samedi 26 septembre
  • Analyse dimensionnelle
  • MÉCANIQUE : CHAP. 1 GÉOMÉTRIE - Produit scalaire - Produit vectoriel - Droites et plans - Barycentres
  • MÉCANIQUE : CHAP. 2 CINÉMATIQUE
  • MÉCANIQUE : CHAP. 3 DYNAMIQUE (sauf frottements fluides, tensions de fils, force élastique et oscillateur harmonique.
Remarque: Les équations différentielles d'ordre 1 et 2 (oscillateur harmonique) n'ont pas encore été vues en cours.
Exercices de dynamique uniquement à partir de Mercredi, avec de l'aide sur les équations différentielles.
La loi de Coulomb du frottement solide vient d'être énoncée, mais pas d'application en cours.

Suggestion de questions de cours:
  • Liste des 7 unités fondamentales (pas les définitions précises) - Symboles des dimensions associées (dans l'ordre habituel).
  • Produit scalaire, distance, projection d'un vecteur, orthogonalité.
  • Produit vectoriel: définition et propriétés, interpétation géométrique.
  • Barycentres: définition, cas de points, isobarycentre, barycentres partiels. Exercice d'application directe
  • Système de coordonnées cylindro-polaires et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expressions générales des vecteurs vitesse et accélération.
  • Système de coordonnées sphériques et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expression générale du vecteur vitesse.
  • (Via exercice) Mouvements rectiligne uniforme, uniformément accéléré, ou circulaire. Trajectoires sous forme paramétrée (en temps) ou intrinsèque (cartésiennes, polaires)
  • (Via exercice) Représentation d'une trajectoire d'après sa loi horaire (paramétrisation en temps), ou son équation intrinsèque (en cartésiennes ou paramétrée en polaires ou sphériques).
À partir de mercredi uniquement:
  • Les 3 lois de Newton
  • Interaction élémentaires fondamentales (formes mathématiques, ordre d'intensité)
  • Théorème du Centre d'Inertie (TCI) ou Théorème de la Résultante Cinétique (TRC) - Enoncé et démonstration
  • Lois de Coulomb du frottement solide - coefficients de frottement (statique = dynamique pour le moment)


SEMAINE 5 - lundi 28 septembre au samedi 03 octobre
Idem semaine précédente, avec les compléments sur les lois de forces de contact, équations différentielles d'ordre 1 ou 2 (sans amortissement, oscillateur harmonique).
  • Analyse dimensionnelle
  • MÉCANIQUE : CHAP. 1 GÉOMÉTRIE - Produit scalaire - Produit vectoriel - Droites et plans - Barycentres
  • MÉCANIQUE : CHAP. 2 CINÉMATIQUE
  • MÉCANIQUE : CHAP. 3 DYNAMIQUE (Oscillateur Harmonique vu seulement lundi 28/9, exclu pour la colle du lundi).
Suggestion de questions de cours:
  • Liste des 7 unités fondamentales (pas les définitions précises) - Symboles des dimensions associées (dans l'ordre habituel).
  • Produit scalaire, distance, projection d'un vecteur, orthogonalité.
  • Produit vectoriel: définition et propriétés, interpétation géométrique.
  • Barycentres: définition, cas de points, isobarycentre, barycentres partiels. Exercice d'application directe
  • Système de coordonnées cylindro-polaires et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expressions générales des vecteurs vitesse et accélération.
  • Système de coordonnées sphériques et base associée, vecteur déplacement élémentaire, et expression générale du vecteur vitesse.
  • (Via exercice) Mouvements rectiligne uniforme, uniformément accéléré, ou circulaire. Trajectoires sous forme paramétrée (en temps) ou intrinsèque (cartésiennes, polaires)
  • (Via exercice) Représentation d'une trajectoire d'après sa loi horaire (paramétrisation en temps), ou son équation intrinsèque (en cartésiennes ou paramétrée en polaires ou sphériques).
  • Les 3 lois de Newton
  • Interaction élémentaires fondamentales (formes mathématiques, ordre d'intensité)
  • Théorème du Centre d'Inertie (TCI) ou Théorème de la Résultante Cinétique (TRC) - Enoncé et démonstration
  • Lois de Coulomb du frottement solide - coefficients de frottement statique et dynamique - application à la mise en mouvement d'un palet sur un support incliné
  • Lois de frottement fluide
À partir de Mercredi uniquement:
  • Transmission des forces par un fil ou un système fil + poulie
  • Loi de Hooke pour un ressort sans masse - Application: oscillateur harmonique horizontal


SEMAINE 6 - lundi 05 au samedi 10 octobre
Pour la colle lundi: cf programme semaine précédente.
  • Analyse dimensionnelle
  • MÉCANIQUE : CHAP. 1 à 3
  • SIGNAUX : CHAP. 1 (Optique Géométrique: lois de Descartes)

Suggestion de questions de cours supplémentaires sur l'Optique (mécanique possible):
  • Définition d'un milieu transparent LHI
  • Définition indice de réfraction - impact sur lambda - dispersion (Cauchy) - application au prisme
  • Approximation de l'Optique Géométrique (OG) - principes de l'OG
  • Lois de Descartes - angle de réflexion totale ou réfraction limite


SEMAINE 7 - lundi 12 au samedi 17 octobre
Pour la colle lundi: cf programme semaine précédente.
  • Analyse dimensionnelle
  • SIGNAUX : CHAP. 1 et 2 (Optique Géométrique: Descartes - Systèmes optiques)
  • ATTENTION: Les instruments spécifiques suivant n'ont pas encore été vus en cours (juste rencontrés en TP), donc sont non exigibles en question de cours: loupe, microscope, viseur et lunettes afocales.
Suggestion de questions de cours:
  • Définition d'un milieu transparent LHI
  • Définition indice de réfraction - impact sur lambda - dispersion (Cauchy) - application au prisme
  • Approximation de l'Optique Géométrique (OG) - principes de l'OG
  • Lois de Descartes - angle de réflexion totale ou réfraction limite
  • Stigmatisme et aplanétisme, exemples (miroir plan, dioptre plan).
  • Propriétés des systèmes centrés dans les conditions de Gauss
  • Construction d'une image à travers une lentille mince quelconque
  • Tracé de la marche d'un rayon quelconque à travers une lentille mince quelconque
  • Etablissement des relations de grandissement et de conjugaison de Newton ou de Descartes (des lentilles minces), à partir des rayons remarquables
  • Reconnaissance rapide de la nature d'une lentille (cf TP-cours)
  • Expérience de projection (projecteur) - règle D<4f'
  • Doublets de lentilles accolées - Vergence équivalente.
  • Modèle optique de l'oeil, défauts et correction
Remarques:
  • Les relations de grandissement et de conjugaison des lentilles doivent être connues, et les élèves doivent savoir les retrouver rapidement.
  • Le principe des divers instruments d'optique rencontrés en cours et TP cours est à connaître et savoir expliquer. Toutefois les résultats du cours concernant ces instruments ne sont pas exigibles (grossissement, puissance, pouvoir de résolution, latitude de mise-au-point...), mais peuvent faire l'objet d'un exercice avec définitions fournies.
  • L'effet des réglages d'un appareil photo n'a pas été vu et n'est pas exigible, mais il fait l'objet d'une approche documentaire que les élèves devaient étudier pour le samedi 17/10. Ils peuvent toutefois biensûr faire l'objet d'un exercice.


SEMAINE 8 - lundi 02 au samedi 07 novembre
  • SIGNAUX : CHAP. 1 et 2 (Optique Géométrique: Descartes - Systèmes optiques)

Suggestion de questions de cours:
  • Définition d'un milieu transparent LHI
  • Définition indice de réfraction - impact sur lambda - dispersion (Cauchy) - application au prisme
  • Approximation de l'Optique Géométrique (OG) - principes de l'OG
  • Lois de Descartes - angle de réflexion totale ou réfraction limite
  • Stigmatisme et aplanétisme, exemples (miroir plan, dioptre plan).
  • Propriétés des systèmes centrés dans les conditions de Gauss
  • Construction d'une image à travers une lentille mince quelconque
  • Tracé de la marche d'un rayon quelconque à travers une lentille mince quelconque
  • Etablissement des relations de grandissement et de conjugaison de Newton ou de Descartes (des lentilles minces), à partir des rayons remarquables
  • Reconnaissance rapide de la nature d'une lentille (cf TP-cours)
  • Expérience de projection (projecteur) - règle D<4f'
  • Doublets de lentilles accolées - Vergence équivalente.
  • Modèle optique de l'oeil, défauts et correction
  • Principe et utilisation d'un instrument d'optique (loupe, microscope, lunettes astron. ou de Galilée, viseur)
Remarques:
  • Les relations de grandissement et de conjugaison des lentilles doivent être connues, et les élèves doivent savoir les retrouver rapidement.
  • Le principe des divers instruments d'optique rencontrés en cours et TP cours est à connaître et savoir expliquer. Toutefois les résultats du cours concernant ces instruments ne sont pas exigibles (grossissement, puissance, pouvoir de résolution, latitude de mise-au-point...), mais peuvent faire l'objet d'un exercice avec définitions fournies.
  • L'effet des réglages d'un appareil photo n'a pas été vu et n'est pas exigible, mais il fait l'objet d'une approche documentaire que les élèves devaient étudier pour le samedi 17/10. Ils peuvent toutefois biensûr faire l'objet d'un exercice.


SEMAINE 9 - lundi 09 au samedi 14 novembre
Pour la colle lundi: cf programme semaine précédente.
  • SIGNAUX : CHAP. 1 et 2 (Optique Géométrique)
  • SIGNAUX : CHAP. 3 (Electrocinétique dans l'ARQS) - en question de cours uniquement (1ers exercices faits vendredi).
Suggestion de questions de cours:
  • ARQS: signification, critère temporel ou spatial.
  • Puissance reçue VS cédée et conventions récepteur (croisée) VS générateur (non croisée). Etablissement de la puissance reçue à partir du théorème de l'énergie cinétique sur une quantité de charge delta q traversant le dipole pendant dt.
  • Définitions (et exemples): dipôle symétrique VS polarisé, passif VS actif, linéaire VS non-linéaire (diode).
  • Résistors: propriétés, associations série VS dérivation
  • Ponts diviseurs de tension ou de courant.
  • Représentations de Thévenin et Norton des sources réelles, équivalence entre les deux. Théorème de Thévenin - Norton
  • Règles et méthodes d'associations des sources série VS dérivation
Remarque:
  • La méthode générale de détermination d'un générateur de Thévenin ou Norton (par calcul du courant de court-circuit Icc, de la tension à vide Uvide et de la résistance interne) n'est pas au programme. Toutefois les élèves connaissent les définitions de Uvide et Icc, donc on peut aborder la question en exercice en les guidant.


SEMAINE 10 - lundi 16 au samedi 21 novembre
  • SIGNAUX : CHAP. 3 (Electrocinétique dans l'ARQS)
  • SIGNAUX : CHAP. 4 (Régimes transitoires du 1er ordre) - uniquement à partir de Mercredi
Attention: Le cours sur les circuits du 1er ordre n'est pas terminé. Les bobines ne sont pas vues. Le bilan énergétique de la charge du condensateur n'est pas fait, mais les élèves connaissent l'énergie stockée dans le condensateur.

Suggestion de questions de cours supplémentaires:
  • Condensateurs: propriétés, bilan énergétique, associations
  • Réponse indicielle d'un circuit RC série (charge condensateur): Equation différentielle et solution.
  • Portrait de phase - Propriétés générales, réponse indicielle RC série.


SEMAINE 11 - lundi 23 au samedi 28 novembre
  • SIGNAUX : CHAP. 3 et 4 (Electrocinétique dans l'ARQS et Transitoires du 1er ordre)
Suggestion de questions de cours:
  • Condensateurs: propriétés, bilan énergétique, associations
  • Bobines: propriétés, bilan énergétique, associations
  • Réponse indicielle d'un circuit RC série (charge condensateur): Equation différentielle et solution, bilan énergétique.
  • Portrait de phase - Propriétés générales, réponse indicielle RC série, décharge RC.
  • Réponse indicielle d'un circuit RL série (établissement du courant): Equation différentielle et solution, bilan énergétique.


SEMAINE 12 - lundi 30 novembre au samedi 05 décembre
  • SIGNAUX : CHAP. 3 et 4 (Electrocinétique dans l'ARQS et Transitoires du 1er ordre)
  • SIGNAUX : CHAP. 5 Oscillateurs amortis en régime transitoire
Suggestion de questions de cours:
  • Condensateurs: propriétés, bilan énergétique, associations
  • Bobines: propriétés, bilan énergétique, associations
  • Réponse indicielle d'un circuit RC série (charge condensateur): Equation différentielle et solution, bilan énergétique.
  • Portrait de phase - Propriétés générales, réponse indicielle RC série, décharge RC.
  • Réponse indicielle d'un circuit RL série (établissement du courant): Equation différentielle et solution, bilan énergétique.
  • RLC soumis à un échelon de tension : Equation différentielle canonique - amortissement, temps caractéristiques, facteur de qualité. Equation caractéristique et régimes transitoires. Portraits de phase associés.
  • RLC (non chargé) soumis à un échelon: Solution complète dans un régime harmonique.
  • RLC (non chargé) soumis à un échelon: Solution complète dans un régime pseudo-périodique.
  • RLC (non chargé) soumis à un échelon: Solution complète dans un régime apériodique critique.
  • RLC (non chargé) soumis à un échelon: Solution complète dans un régime apériodique.
  • RLC (non chargé) soumis à un échelon: Bilan énergétique.
  • Décrément logarithmique - lien avec le facteur de qualité
  • Analogies électro-mécaniques {RLC série} VS {Masse ressort}


SEMAINE 13 - lundi 07 au samedi 12 décembre
  • SIGNAUX : CHAP. 3 à 6 (Electrocinétique ARQS - transitoires - RSF)
Suggestion de questions de cours (supplémentaires):
  • Somme de deux signaux sinusoïdaux par la représentation vectorielle de Fresnel
  • Représentation complexe d'un signal sinusoïdal - Impédance complexe (réactance, admittance) - Dipôles élémentaires R, L, C
  • Etablissement d'une équation différentielle en passant par la notation complexe en RSF
  • Circuit RLC série en RSF (attaqué en tension) : Résonance en tension du condensateur - influence de Q
  • Circuit RLC série en RSF : Déphasage entre tension du condensateur et tension du GBF
  • Circuit RLC série en RSF : Résonance en courant - influence de Q
  • Circuit RLC série en RSF : Déphasage entre courant et tension du GBF
  • Analogies électro-mécaniques {RLC série} VS {Masse ressort} - Notion d'impédance mécanique
  • Résonance en élongation et en vitesse d'un oscillateur amorti en RSF


SEMAINE 14 - lundi 14 au samedi 19 décembre
  • SIGNAUX : CHAP. 3 à 6 (Electrocinétique ARQS - transitoires - RSF)
  • CHAP. 7 : FILTRAGE LINÉAIRE
    Attention: Passe-bande non vu. Adaptation d'impédance avec l'ALI en suiveur non vue. Pas d'exercices avant le mercredi 18/12.
Suggestion de questions de cours:
  • Somme de deux signaux sinusoïdaux par la représentation vectorielle de Fresnel
  • Représentation complexe d'un signal sinusoïdal - Impédance complexe (réactance, admittance) - Dipôles élémentaires R, L, C
  • Etablissement d'une équation différentielle en passant par la notation complexe en RSF
  • Circuit RLC série en RSF (attaqué en tension) : Résonance en tension du condensateur - influence de Q
  • Circuit RLC série en RSF : Déphasage entre tension du condensateur et tension du GBF
  • Circuit RLC série en RSF : Résonance en courant - influence de Q
  • Circuit RLC série en RSF : Déphasage entre courant et tension du GBF
  • Analogies électro-mécaniques {RLC série} VS {Masse ressort} - Notion d'impédance mécanique
  • Résonance en élongation et en vitesse d'un oscillateur amorti en RSF
  • Décomposition en série de Fourier (signal périodique) ou intégrale de Fourier (signal quelconque) - Notion de spectre
  • Filtrage linéaire (définition d'un filtre, fonction de transfert, action d'un filtre sur le spectre...).
  • Modélisation d'un filtre linéaire - Impédances d'entrée et de sortie - Mise en cascade de filtres.
  • Filtres d'ordre 1 - Exemples de réalisation (RC ou RL série / FT canonique générale / Diagramme de Bode
  • Filtres d'ordre 1 - Comportement temporel (pseudo-intégrateur, pseudo-dérivateur)
  • Filtres d'ordre 2 - Exemples de réalisation (RLC série) / FT canonique / Diagramme de Bode / Cas de résonance et rôle du facteur de qualité


SEMAINE 15 - lundi 04 au samedi 09 janvier
  • CHAP. 7 : FILTRAGE LINÉAIRE
  • CHAP. 8 : PROPAGATION DES SIGNAUX - en question de cours seulement jusqu'à mercredi.
Suggestion de questions de cours:
  • Décomposition en série de Fourier (signal périodique) ou intégrale de Fourier (signal quelconque) - Notion de spectre
  • Filtrage linéaire (définition d'un filtre, fonction de transfert, action d'un filtre sur le spectre...).
  • Modélisation d'un filtre linéaire - Impédances d'entrée et de sortie - Mise en cascade de filtres.
  • Filtres d'ordre 1 - Exemples de réalisation (RC ou RL série / FT canonique générale / Diagramme de Bode
  • Filtres d'ordre 1 - Comportement temporel (pseudo-intégrateur, pseudo-dérivateur)
  • Filtres d'ordre 2 - Exemples de réalisation (RLC série) / FT canonique / Diagramme de Bode / Cas de résonance et rôle du facteur de qualité
  • Mise en cascade de filtres - Adaptation d'impédance par un montage suiveur à ALI
  • Forme des ondes progressives - lien entre les formes temporelle et spatiale des signaux.
  • Ondes sinusoïdales (ou monochromatiques), cas particuliers des ondes planes ou sphériques - pulsation spatiale et pulsation temporelle


SEMAINE 16 - lundi 11 au samedi 16 janvier
Suite à mon absence de la semaine dernière, même programme que la semaine dernière, avec la polarisation et loi de Malus incluse.
Premiers exercices à partir de mercredi.


SEMAINE 17 - lundi 18 au samedi 23 janvier
Pas de colles en raison du Concours Blanc.


SEMAINE 18 - lundi 25 au samedi 30 janvier
  • CHAP. 8 : PROPAGATION DES SIGNAUX
  • CHAP. 9 : SUPERPOSITION D'ONDES: battements, interférences, et ondes stationnaires
  • MECANIQUE : Révision CHAP 1 (Géométrie), 2 (Cinématique), 3 (Dynamique)
  • MECANIQUE : CHAP. 4 - ENERGIES - Uniquement à partir du 30/1
    Attention: le cas de l'approximation harmonique (petites oscillations) et le théorème d'équipartition n'ont pas été vus. Mais la méthode générale d'étude du mouvement (équilibres, stabilité, propriétés du mouvement) et d'obtention de l'équation du mouvement est vue.
Suggestion de questions de cours:
  • Forme des ondes progressives - lien entre les formes temporelle et spatiale des signaux.
  • Ondes sinusoïdales (ou monochromatiques), cas particuliers des ondes planes ou sphériques - pulsation spatiale et pulsation temporelle
  • Caractère vectoriel des ondes: polarisation, loi de Malus
  • Moyenne quadratique d'une superposition de signaux asynchrones ou synchrones
  • Phénomène de battements: définition, interprétation (Fresnel), notion de coïncidence - anticoïncidence, calcul de la durée des battements (cas général de 2 ondes d'amplitude différentes)
  • Surfaces d'interférences constructives/destructives entre deux ondes planes de vecteurs d'onde orthogonaux
  • Courbes d'interférences destructives entre deux ondes capillaires circulaires (2 sources ponctuelles) - influence de lambda
  • Définition et propriétés des ondes stationnaires - Exemple: réflexion d'une onde sur corde tendue
  • Définition d'un mode propre - Exemple: corde fixée a ses 2 extrémités
  • Phénomène de Diffraction : Définition et interprétation de Huygens (cas de la fente sur onde plane) - Loi de la diffraction à l'infini par une fente (démonstration heuristique à connaître)
  • Etablissement et énoncé du Théorème de la Puissance Cinétique (TPC) / Th. de l'Energie Cinétique (TEC) / Théorème de l'Energie Mécanique (TEM)
  • Définition d'une force conservative - Exemples à connaître: énergie potentielle de pesanteur, de gravitation, électrostatique, élastique.
  • Définition dynamique d'une position d'équilibre / Stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: condition d'équilibre et stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: nature du mouvement (puits de potentiel, barrière de potentiel), portraits de phase
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: période des oscillations autour d'un équilibre stable (Calcul général par séparation des variables)


SEMAINE 19 - lundi 01 au samedi 06 février
  • CHAP. 8 : PROPAGATION DES SIGNAUX
  • CHAP. 9 : SUPERPOSITION D'ONDES: battements, interférences, et ondes stationnaires
  • MECANIQUE : Révision CHAP 1 (Géométrie), 2 (Cinématique), 3 (Dynamique)
  • MECANIQUE : CHAP. 4 - ENERGIES (du point matériel uniquement)
Suggestion de questions de cours:
  • Forme des ondes progressives - lien entre les formes temporelle et spatiale des signaux.
  • Ondes sinusoïdales (ou monochromatiques), cas particuliers des ondes planes ou sphériques - pulsation spatiale et pulsation temporelle
  • Caractère vectoriel des ondes: polarisation, loi de Malus
  • Moyenne quadratique d'une superposition de signaux asynchrones ou synchrones
  • Phénomène de battements: définition, interprétation (Fresnel), notion de coïncidence - anticoïncidence, calcul de la durée des battements (cas général de 2 ondes d'amplitude différentes)
  • Surfaces d'interférences constructives/destructives entre deux ondes planes de vecteurs d'onde orthogonaux
  • Courbes d'interférences destructives entre deux ondes capillaires circulaires (2 sources ponctuelles) - influence de lambda
  • Définition et propriétés des ondes stationnaires - Exemple: réflexion d'une onde sur corde tendue
  • Définition d'un mode propre - Exemple: corde fixée a ses 2 extrémités
  • Phénomène de Diffraction : Définition et interprétation de Huygens (cas de la fente sur onde plane) - Loi de la diffraction à l'infini par une fente (démonstration heuristique à connaître)
  • Etablissement et énoncé du Théorème de la Puissance Cinétique (TPC) / Th. de l'Energie Cinétique (TEC) / Théorème de l'Energie Mécanique (TEM)
  • Définition d'une force conservative - Exemples à connaître: énergie potentielle de pesanteur, de gravitation, électrostatique, élastique.
  • Définition dynamique d'une position d'équilibre / Stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: condition d'équilibre et stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: nature du mouvement (puits de potentiel, barrière de potentiel), portraits de phase
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: période des oscillations autour d'un équilibre stable (Calcul général par séparation des variables)
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: période des petites oscillations autour d'un équilibre stable
  • Théorème d'équipartition de l'énergie pour un oscillateur harmonique


SEMAINE 20 - lundi 08 au samedi 13 février
  • MECANIQUE : Révision CHAP 1 (Géométrie), 2 (Cinématique), 3 (Dynamique)
  • MECANIQUE : CHAP. 4 - ENERGIES
  • MÉCANIQUE : CHAP. 5 - MOMENT CINÉTIQUE (du point matériel uniquement)
  • GÉOMÉTRIE : Coniques - question de cours à partir de mardi
  • MÉCANIQUE : CHAP. 6 - PROBLÈME NEWTONIEN À UN CORPS - question de cours à partir de mardi, exercices à partir de Jeudi
Suggestion de questions de cours:
  • Etablissement et énoncé du Théorème de la Puissance Cinétique (TPC) / Th. de l'Energie Cinétique (TEC) / Théorème de l'Energie Mécanique (TEM)
  • Définition d'une force conservative - Exemples à connaître: énergie potentielle de pesanteur, de gravitation, électrostatique, élastique.
  • Définition dynamique d'une position d'équilibre / Stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: condition d'équilibre et stabilité
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: nature du mouvement (puits de potentiel, barrière de potentiel), portraits de phase
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: période des oscillations autour d'un équilibre stable (Calcul général par séparation des variables)
  • Etude énergétique d'un système à un degré de liberté: période des petites oscillations autour d'un équilibre stable
  • Théorème d'équipartition de l'énergie pour un oscillateur harmonique
  • Théorème du moment cinétique pour un point matériel (démonstration) - formulation en un point ou par rapport à un axe
  • Conséquences de la conservation du moment cinétique - mouvement plan et loi des aires (dont interprétation géométrique)
  • Etude du mouvement par les intégrales premières (énergie et moment cinétique) - énergie potentielle effective, états lié ou de diffusion (3 cas étudiés: force élastique, force newtonienne répulsive ou attractive
  • Etude du mouvement par les intégrales premières - cas du système masse-ressort horizontal
  • Coniques: connaître les équations en cartésiennes, polaires, et paramétrées en temps, savoir tracer l'allure des courbes (asymptotes, points particuliers, axes de symétrie).
  • Résolution du PFD pour le problème newtonien par la méthode de Binet (on rappelle le changement de variable à appliquer)
  • Energie mécanique dans le problème newtonien en fonction de l'excentricité (en passant par la trajectoire conique en polaires et changement de variable de Binet, Calcul fait partiellement en cours)
  • Etats liés du problème newtonien - Énergie Em = -K/2a (démonstration par l'énergie dans le cas général)
  • Etats liés du problème newtonien - Lois de Kepler (démonstration dans le cas circulaire, ou cas général)
  • Première et seconde vitesses cosmiques


SEMAINE 21 - lundi 01 au samedi 06 mars
  • MECANIQUE : CHAP. 1 à 4 pré-requis
  • MÉCANIQUE : CHAP. 5 - MOMENT CINÉTIQUE (du point matériel uniquement)
  • GÉOMÉTRIE : Coniques
  • MÉCANIQUE : CHAP. 6 - PROBLÈME NEWTONIEN À UN CORPS
Suggestion de questions de cours:
  • Théorème du moment cinétique pour un point matériel (démonstration) - formulation en un point ou par rapport à un axe
  • Conséquences de la conservation du moment cinétique - mouvement plan et loi des aires (dont interprétation géométrique)
  • Etude du mouvement par les intégrales premières (énergie et moment cinétique) - énergie potentielle effective, états lié ou de diffusion (3 cas étudiés: force élastique, force newtonienne répulsive ou attractive
  • Etude du mouvement par les intégrales premières - cas du système masse-ressort horizontal
  • Coniques: connaître les équations en cartésiennes, polaires, et paramétrées en temps, savoir tracer l'allure des courbes (asymptotes, points particuliers, axes de symétrie).
  • Résolution du PFD pour le problème newtonien par la méthode de Binet (on rappelle le changement de variable à appliquer)
  • Energie mécanique dans le problème newtonien en fonction de l'excentricité (en passant par la trajectoire conique en polaires et changement de variable de Binet, Calcul fait partiellement en cours)
  • Etats liés du problème newtonien - Énergie Em = -K/2a (démonstration par l'énergie dans le cas général)
  • Etats liés du problème newtonien - Lois de Kepler (démonstration dans le cas circulaire, ou cas général)
  • Première et seconde vitesses cosmiques


SEMAINE 22 - lundi 08 au samedi 13 mars
  • MECANIQUE : CHAP. 1 à 5
  • MECANIQUE : CHAP. 6 - PROBLÈME NEWTONIEN À UN CORPS
  • MECANIQUE : CHAP. 7 - SYSTÈMES DE POINTS MATÉRIELS - SOLIDE EN ROTATION AUTOUR D'UN AXE FIXE
Suggestion de questions de cours:
  • Coniques: connaître les équations en cartésiennes, polaires, et paramétrées en temps, savoir tracer l'allure des courbes (asymptotes, points particuliers, axes de symétrie, relations entre les paramétrisations cartésienne et polaire...).
  • Résolution du PFD pour le problème newtonien par la méthode de Binet (on rappelle le changement de variable à appliquer)
  • Energie mécanique dans le problème newtonien en fonction de l'excentricité (en passant par la trajectoire conique en polaires et changement de variable de Binet, Calcul fait partiellement en cours)
  • Etats liés du problème newtonien - Énergie Em = -K/2a (démonstration par l'énergie dans le cas général)
  • Etats liés du problème newtonien - Lois de Kepler (démonstration dans le cas circulaire, ou cas général)
  • Première et seconde vitesses cosmiques
  • Théorèmes de la Résultante Cinétique, ou du Moment Cinétique, pour un système matériel
  • Puissance des forces intérieures - démonstration des propriétés
  • Torseur dynamique - Le cas du couple de forces
  • Puissance des forces extérieures appliquées à un solide
  • Moment d'inertie - TMC et TPC pour un solide en rotation autour d'un axe fixe
  • Pendule de torsion - couple de torsion


SEMAINE 23 - lundi 15 au samedi 20 mars
  • CHAP. 7 - SYSTÈMES DE POINTS MATÉRIELS - SOLIDE EN ROTATION AUTOUR D'UN AXE FIXE
  • THERMODYNAMIQUE - CHAP.1 - INTRODUCTION (Gaz parfait, fluides, phases condensées)
Suggestion de questions de cours de Méca:
  • Théorèmes de la Résultante Cinétique, du Moment Cinétique
  • Puissance des forces intérieures - propriétés
  • Torseur dynamique - Le cas du couple de forces
  • Puissance des forces extérieures appliquées à solides
  • Moment d'inertie - TMC et TPC pour un solide
  • Pendule de torsion - couple de torsion
  • Pendule pesant non ponctuel
Suggestion de questions de cours de Thermo:
  • Comportement à basse pression des gaz : Diagramme d'Amagat et compressibilité
  • Echelles de température : échelle centésimale, échelle de température absolue
  • Distribution statistique des vitesses - propriétés de la distribution à l'équilibre thermodynamique
  • Calcul de la pression cinétique (distribution des vitesses simplifiée)
  • Définition de la température cinétique (gaz parfait monoatomique ou polyatomique)


SEMAINE 24 - lundi 22 au samedi 27 mars
  • MÉCANIQUE
  • THERMO - CHAP 1 - INTRODUCTION (Gaz parfait, fluides, phases condensées)
  • THERMO - CHAP 2 - STATIQUE DES FLUIDES
Priorité à la thermodynamique dans les exercices.

Suggestion de questions de cours (introduction):
  • Comportement à basse pression des gaz : Diagramme d'Amagat et compressibilité
  • Echelles de température : échelle centésimale, échelle de température absolue
  • Distribution statistique des vitesses - propriétés de la distribution à l'équilibre thermodynamique
  • Calcul de la pression cinétique (distribution des vitesses simplifiée)
  • Définition de la température cinétique (gaz parfait monoatomique ou polyatomique)
  • Modèle du gaz de Van der Waals - interprétation - effet sur la compressibilité (diagramme d'Amagat, influence des forces de VdW et covolume)
  • Coefficient thermoélastiques: Définitions / Application au gaz parfait
Suggestion de questions de cours (statique fluides):
  • Résultante d'une force volumique (pesanteur) ou surfacique (pression)
  • Principe/Théorème d'Archimède - énoncé et démonstration
  • Etablissement de la loi de la statique des fluides - Forme 1D
  • Fluide incompressible et homogène - loi de l'hydrostatique
  • Modèle de l'atmosphère isotherme - établissement du champ de pression et densité particulaire
  • Facteur de Boltzmann - interprétation (avec l'exemple de l'atmosphère isotherme)


SEMAINE 25 - lundi 29 mars au samedi 03 avril
  • THERMO - CHAP 1 - INTRODUCTION (Gaz parfait, fluides, phases condensées)
  • THERMO - CHAP 2 - STATIQUE DES FLUIDES
  • THERMO - CHAP 3 - PREMIER PRINCIPE (seulement en question de cours)
Suggestion de questions de cours (introduction):
  • Comportement à basse pression des gaz : Diagramme d'Amagat et compressibilité
  • Echelles de température : échelle centésimale, échelle de température absolue
  • Distribution statistique des vitesses - propriétés de la distribution à l'équilibre thermodynamique
  • Calcul de la pression cinétique (distribution des vitesses simplifiée)
  • Définition de la température cinétique (gaz parfait monoatomique ou polyatomique)
  • Modèle du gaz de Van der Waals - interprétation - effet sur la compressibilité (diagramme d'Amagat, influence des forces de VdW et covolume)
  • Coefficient thermoélastiques: Définitions / Application au gaz parfait
Suggestion de questions de cours (statique fluides):
  • Résultante d'une force volumique (pesanteur) ou surfacique (pression)
  • Principe/Théorème d'Archimède - énoncé et démonstration
  • Etablissement de la loi de la statique des fluides - Forme 1D et forme 3D (gradient)
  • Fluide incompressible et homogène - loi de l'hydrostatique
  • Modèle de l'atmosphère isotherme - établissement du champ de pression et densité particulaire
  • Facteur de Boltzmann - interprétation (avec l'exemple de l'atmosphère isotherme)
  • Etablissement de la loi de la statique des fluides - forme 3D et vecteur gradient
  • Vecteur gradient - propriétés - formes en cylindriques et sphériques
  • Expressions des surfaces et des volumes infinitésimaux dans les trois systèmes de coordonnées, cartésiennes, cylindriques et sphériques.
Suggestion de questions de cours (Premier Principe):
  • Énergie interne et capacité thermique Cv: définitions et cas particulier du gaz parfait (monoatom., diatom. ou autre) et phases condensées
  • Définition/signification microscopique des termes de travail et de transfert thermique
  • Expression du travail des forces de pression élémentaire pour un gaz dans un cylindre à piston


SEMAINE 26 - lundi 05 au samedi 10 avril
  • THERMO - CHAP 1 - INTRODUCTION (Gaz parfait, fluides, phases condensées)
  • THERMO - CHAP 2 - STATIQUE DES FLUIDES
  • THERMO - CHAP 3 - PREMIER PRINCIPE
  • THERMO - CHAP 4 - SECOND PRINCIPE - à partir de mercredi inclus uniquement.
Suggestion de questions de cours (statique fluides):
  • Résultante d'une force volumique (pesanteur) ou surfacique (pression)
  • Principe/Théorème d'Archimède - énoncé et démonstration
  • Etablissement de la loi de la statique des fluides - Forme 1D et forme 3D (gradient)
  • Fluide incompressible et homogène - loi de l'hydrostatique
  • Modèle de l'atmosphère isotherme - établissement du champ de pression et densité particulaire
  • Facteur de Boltzmann - interprétation (avec l'exemple de l'atmosphère isotherme)
  • Etablissement de la loi de la statique des fluides - forme 3D et vecteur gradient
  • Vecteur gradient - propriétés - formes en cylindriques et sphériques
  • Expressions des surfaces et des volumes infinitésimaux dans les trois systèmes de coordonnées, cartésiennes, cylindriques et sphériques.
Suggestion de questions de cours (Premier Principe):
  • Énergie interne et capacité thermique Cv: définitions et cas particulier du gaz parfait (monoatom., diatom. ou autre) et phases condensées
  • Définition microscopique des termes de travail et de transfert thermique
  • Expressions du travail des forces de pression élémentaires recu par un gaz dans un cylindre à piston
  • Enthalpie et capacité thermique à pression constante - Propriétés - Cas des GP
  • Bilan énergétique/enthalpique dans une expérience de calorimétrie à volume constant / pression constante
  • Coefficient gamma (adiabatique): définition, propriétés, cas particuliers sur les gaz parfaits (monoatomique, diatomique...)
  • Loi de Laplace pour une transformation adiabatique mécaniquement QS d'un GP (démonstration) - Généralisation : transformations polytropiques
Suggestion de questions de cours (Second Principe) :
  • Énoncé du second principe - Exemples de phénomènes irréversibles
  • Variation d'entropie d'un gaz parfait
  • Variation d'entropie d'une phase condensée


SEMAINE 27 - lundi 12 au samedi 17 avril
  • THERMO - CHAP 1 à 3
  • THERMO - CHAP 4 - SECOND PRINCIPE
  • THERMO - CHAP 5 - MACHINES THERMIQUES - en question de cours uniquement jusqu'à mardi inclus.
Suggestion de questions de cours (Second Principe) :
  • Énoncé du second principe - Exemples de phénomènes irréversibles
  • Variation d'entropie d'un gaz parfait
  • Variation d'entropie d'une phase condensée
Suggestion de questions de cours (machines thermiques):
  • Principe de Carnot et énoncé historique du 2nd principe (machine monotherme)
  • Diagramme de Raveau (machines dithermes)
  • Théorème de Carnot pour le moteur ditherme
  • Théorème de Carnot pour le réfrigérateur ditherme
  • Théorème de Carnot pour la pompe à chaleur ditherme
  • Bilan d'énergie local pour un système en écoulement (ou premier principe industriel)


SEMAINE 28 - lundi 03 au samedi 08 mai
  • THERMO - CHAP 1 à 3
  • THERMO - CHAP 4 - SECOND PRINCIPE
  • THERMO - CHAP 5 - MACHINES THERMIQUES
  • THERMO - CHAP 6 - CHANGEMENT D'ETAT - en question de cours uniquement jusqu'à mardi inclus.
Suggestion de questions de cours (Second Principe) :
  • Énoncé du second principe - Exemples de phénomènes irréversibles
  • Variation d'entropie d'un gaz parfait
  • Variation d'entropie d'une phase condensée
Suggestion de questions de cours (machines thermiques):
  • Principe de Carnot et énoncé historique du 2nd principe (machine monotherme)
  • Diagramme de Raveau (machines dithermes)
  • Théorème de Carnot pour le moteur ditherme
  • Théorème de Carnot pour le réfrigérateur ditherme
  • Théorème de Carnot pour la pompe à chaleur ditherme
  • Bilan d'énergie local pour un système en écoulement (aussi appelé "premier principe industriel")
Suggestion de questions de cours (Changements d'états):
  • Diagramme de phases d'un corps pur (p,T) - caractéristiques (saturation, points particuliers, pentes)
  • Enthalpie et entropie de changement d'état.
  • Allure des isothermes d'Andrews et courbe de saturation - explications.
  • Grandeurs extensives et titre massique - Règle des moments et variantes
  • Diagramme (p,h) - courbe de saturation, isothermes, isotitres, isentropes
  • Evaporation et humidité relative
  • Phénomènes de retard à la transition de phase - exemples: surfusion, surchauffe, retard à la liquéfaction.


SEMAINE 29 - lundi 10 au samedi 15 mai
Idem semaine précédente.


SEMAINE 30 - lundi 17 au samedi 22 mai
ATTENTION: Il s'agit d'une semaine de vacances.
  • Révisions Thermodynamique (TOUT)
  • INDUCTION: CHAP.1 - CHAMP MAGNÉTIQUE
Suggestion de questions de cours (machines thermiques):
  • Principe de Carnot et énoncé historique du 2nd principe (machine monotherme)
  • Diagramme de Raveau (machines dithermes)
  • Théorème de Carnot pour le moteur ditherme
  • Théorème de Carnot pour le réfrigérateur ditherme
  • Théorème de Carnot pour la pompe à chaleur ditherme
  • Bilan d'énergie local pour un système en écoulement (aussi appelé "premier principe industriel")
Suggestion de questions de cours (Changements d'états):
  • Diagramme de phases d'un corps pur (p,T) - caractéristiques (saturation, points particuliers, pentes)
  • Enthalpie et entropie de changement d'état.
  • Allure des isothermes d'Andrews et courbe de saturation - explications.
  • Grandeurs extensives et titre massique - Règle des moments et variantes
  • Diagramme (p,h) - courbe de saturation, isothermes, isotitres, isentropes
  • Evaporation et humidité relative
  • Phénomènes de retard à la transition de phase - exemples: surfusion, surchauffe, retard à la liquéfaction.
Suggestion de questions de cours (Champ magnétique):
  • Champ créé par un aimant droit, une spire de courant, une bobine, un solénoïde infini...
  • Propriétés de symétrie des lignes de champ B
  • Flux du champ B et topographie des lignes de champ
  • Dipôle magnétique - moment dipolaire magnétique - ordres de grandeur



SEMAINE 31 - lundi 24 au samedi 29 mai
Idem semaine précédente jusqu'à mardi inclus.
  • CHAP.1 - Champ magnétique
  • CHAP.2 - Induction dans un circuit fixe
Suggestion de questions de cours (Champ magnétique):
  • Champ créé par un aimant droit, une spire de courant, une bobine, un solénoïde infini...
  • Propriétés de symétrie des lignes de champ B
  • Flux du champ B et topographie des lignes de champ
Suggestion de questions de cours (Induction dans un circuit fixe):
  • Loi de Faraday dans un circuit fixe
  • Auto-induction et inductance propre - exemple du solénoïde infini
  • Inductance mutuelle et coefficient de couplage - couplage parfait
  • Transformateur parfait - définition et propriétés / applications


SEMAINE 32 - lundi 31 mai au samedi 05 juin
Idem semaine précédente jusqu'à mardi inclus.
  • CHAP.1 - Champ magnétique
  • CHAP.2 - Induction dans un circuit fixe
  • CHAP.3 - Conversion électromécanique de puissance
Suggestion de questions de cours (Champ magnétique):
  • Champ créé par un aimant droit, une spire de courant, une bobine, un solénoïde infini...
  • Propriétés de symétrie des lignes de champ B
  • Flux du champ B et topographie des lignes de champ
Suggestion de questions de cours (Induction dans un circuit fixe):
  • Loi de Faraday dans un circuit fixe
  • Auto-induction et inductance propre - exemple du solénoïde infini
  • Inductance mutuelle et coefficient de couplage - couplage parfait
  • Transformateur parfait - définition et propriétés / applications
Suggestion de questions de cours (Conversion électro-mécanique de puissance):
  • Expérience du rail de Laplace (cas moteur): équations électrique, mécanique, et bilans énergétiques.
  • Conversion électromécanique dans un conducteur en mouvement dans un champ B: force de Laplace, bilan énergétique local (mise en évidence d'un champ électromoteur en statique)
  • Modèle électromécanique du haut-parleur dynamique - Impédance mécanique du système masse-ressort - Impédance électrique motionnelle - Schéma électrique équivalent
Remarque: le champ électromoteur est hors-programme. Le haut-parleur doit être assimilé à un rail de Laplace...


SEMAINE 33 - lundi 07 au samedi 12 juin
  • CHAP.1 - Champ magnétique
  • CHAP.2 - Induction dans un circuit fixe
  • CHAP.3 - Conversion électromécanique de puissance
  • CHAP.4 - Convertisseurs électro-mécaniques rotatifs
Suggestion de questions de cours (Induction dans un circuit fixe):
  • Loi de Faraday dans un circuit fixe
  • Auto-induction et inductance propre - exemple du solénoïde infini
  • Inductance mutuelle et coefficient de couplage - couplage parfait
  • Transformateur parfait - définition et propriétés / applications
Suggestion de questions de cours (Conversion électro-mécanique de puissance - Machines tournantes):
  • Expérience du rail de Laplace (cas moteur): équations électrique, mécanique, et bilans énergétiques.
  • Conversion électromécanique dans un conducteur en mouvement dans un champ B: force de Laplace, bilan énergétique local (mise en évidence d'un champ électromoteur en statique)
  • Modèle électromécanique du haut-parleur dynamique - Impédance mécanique du système masse-ressort - Impédance électrique motionnelle - Schéma électrique équivalent
  • Moment résultant des actions de Laplace sur un cadre rectangulaire dans B uniforme - généralisation à tout dipôle.
  • Principe des machines à courant alternatif: alternateur, moteur synchrone, moteur asynchrone.
  • Principe des machines à courant continu: fonctionnement en génératrice ou en moteur.
Remarque: le champ électromoteur est hors-programme. Le haut-parleur doit être assimilé à un rail de Laplace...


SEMAINE 34 - lundi 14 au samedi 19 juin
  • CHAP.1 - Champ magnétique
  • CHAP.2 - Induction dans un circuit fixe
  • CHAP.3 - Conversion électromécanique de puissance
  • CHAP.4 - Convertisseurs électro-mécaniques rotatifs
  • CHAP.8 (MECA) - Mouvement de particules chargées dans les champs E et B
Suggestion de questions de cours (Mouvement de particules chargées dans E et B):
  • Force de Lorentz et énergie potentielle électrostatique - Application au LINAC ou Tube cathodique d'oscilloscope.
  • Propriétés du mouvement dans B uniforme (méthode vectorielle)
  • Résolution analytique du mouvement dans B uniforme (par projection cartésienne)
  • Applications du mouvement dans B uniforme


SEMAINE 35 - lundi 21 au samedi 26 juin
Idem semaine précédente.
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