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COLLECTION SAWD Notes de Cours | Wahab Diop WAHAB DIOP PREMIERES S1 & S2 Ampère

COLLECTION SAWD Notes de Cours | Wahab Diop WAHAB DIOP PREMIERES S1 & S2 Ampèremètre Voltmètre P C N (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com http://physiquechimie.sharepoint.com | Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina limamou Laye 1 Table des matières Table des matières Travail et puissance d’ une force ...................................................................................................... 6 I. Travail d'une force d’ un solide en translation rectiligne ............................................................. 6 1. TRAVAIL D'UNE FORCE CONSTANTE DONT LE POINT D'APPLICATION SUIT UN TRAJET RECTILIGNE. ........ 6 2. TRAVAIL D'UNE FORCE VARIABLE ET D'UN DEPLACEMENT QUELCONQUE DE A VERS B: LE TRAVAIL ELEMENTAIRE ..................................................................................................................................... 7 3. ÉTUDE DE QUELQUES TRAVAUX PARTICULIERS ................................................................................ 7 II. Puissance d’une force dans un mouvement de translation rectiligne ...................................... 10 1. PUISSANCE MOYENNE ............................................................................................................... 10 2. PUISSANCE INSTANTANEE .......................................................................................................... 11 3. AUTRE UNITE DU TRAVAIL: LE KILOWATTHEURE ............................................................................ 11 III. Travail d’ une force dans un mouvement de rotation ........................................................... 11 1. MOMENT D’UNE FORCE ............................................................................................................. 11 2. TRAVAIL D’UNE FORCE DE MODULE CONSTANT DONT LE POINT D’APPLICATION DECRIT UN CERCLE .... 12 3. TRAVAIL DE TORSION D’UN FIL ................................................................................................... 12 4. EXPRESSION DE LA PUISSANCE .................................................................................................... 13 Énergie cinétique .......................................................................................................................... 14 I. Énergie cinétique d’ un corps en translation ............................................................................. 14 1. ÉNERGIE CINETIQUE D’UN POINT MATERIEL ................................................................................. 14 2. ÉNERGIE CINETIQUE D’UN SOLIDE EN TRANSLATION ...................................................................... 14 II. Énergie cinétique d’ un solide en rotation ................................................................................. 14 1. EXPRESSION DE L’ENERGIE CINETIQUE ......................................................................................... 14 2. MOMENT D’INERTIE DE QUELQUES SOLIDES ................................................................................. 15 3. THEOREME DE HUYGENS (S1) ................................................................................................. 16 4. THEOREME DE KOENIG : EXEMPLE : OBJET SUR UN PLAN INCLINE ................................................... 17 III. Théorème de l’ énergie cinétique. ......................................................................................... 17 1. RAPPEL .................................................................................................................................... 17 2. ÉNONCE ................................................................................................................................... 17 3. APPLICATIONS DU THEOREME .................................................................................................... 17 Énergie mécanique totale .............................................................................................................. 19 I. Énergie potentielle .................................................................................................................... 19 1. ÉNERGIE POTENTIELLE DE PESANTEUR ......................................................................................... 19 2. ENERGIE POTENTIELLE ELASTIQUE ............................................................................................... 20 (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina Limamou Laye | http://physiquechimie.sharepoint.com 2 Table des matières II. Énergie mécanique .................................................................................................................... 21 1. DEFINITION .............................................................................................................................. 21 2. CONSERVATION DE L’ENERGIE MECANIQUE .................................................................................. 22 3. NON CONSERVATION DE L’ENERGIE MECANIQUE .......................................................................... 22 4. APPLICATIONS .......................................................................................................................... 22 III. Transformation mutuelle de l’ énergie cinétique et de l’ énergie potentielle ....................... 24 1. ÉTUDE D’UN EXEMPLE ............................................................................................................... 24 2. BARRIERE DE POTENTIELLE – PUITS DE POTENTIELLE ..................................................................... 24 Calorimétrie .................................................................................................................................. 26 I. Dégradation de l’ énergie mécanique ........................................................................................ 26 1. ÉTUDE D’UN EXEMPLE ............................................................................................................... 26 2. INTERPRETATION MICROSCOPIQUE ............................................................................................. 26 II. Mode de transmission de la chaleur ......................................................................................... 26 1. TRANSFERT THERMIQUE PAR CONDUCTION ................................................................................. 26 2. TRANSFERT THERMIQUE PAR CONVECTION ................................................................................. 26 3. TRANSFERT D’ENERGIE PAR RAYONNEMENT ................................................................................. 27 III. Quantité de chaleur ............................................................................................................... 27 1. CAS D’UNE VARIATION DE TEMPERATURE .................................................................................... 27 2. CAS D’UN CHANGEMENT D’ETAT ................................................................................................ 28 IV. Détermination expérimentale des grandeurs calorimétriques ............................................. 29 1. CALORIMETRE .......................................................................................................................... 29 2. PRINCIPE DE LA METHODE DES MELANGES ................................................................................... 29 3. APPLICATIONS ........................................................................................................................... 30 V. Chaleur de réaction ................................................................................................................... 31 1. ORIGINE DE CETTE ENERGIE. ...................................................................................................... 31 2. EXEMPLE DE L'ESTIMATION DE L'ENERGIE TRANSFEREE: SYNTHESE DU CHLORURE D'HYDROGENE. ..... 31 Force et champ électrostatiques .................................................................................................... 32 I. Forces électrostatiques: Loi de Coulomb .................................................................................. 32 II. Notion de champ électrique ...................................................................................................... 32 1. EXPERIENCE FONDAMENTALE ..................................................................................................... 32 2. NOTION DE CHAMP ELECTRIQUE ................................................................................................. 33 3. CONCLUSIONS .......................................................................................................................... 33 4. REMARQUES IMPORTANTES ....................................................................................................... 33 (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com http://physiquechimie.sharepoint.com | Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina limamou Laye 3 Table des matières 5. EXEMPLES ................................................................................................................................ 33 III. Vecteur champ électrique ..................................................................................................... 34 IV. Exemples de champ électrostatiques .................................................................................... 34 1. CHAMP ELECTRIQUE CREE PAR UNE CHARGE PONCTUELLE Q (=CHARGE SOURCE) ............................ 34 2. CHAMP ELECTRIQUE CREE PAR DEUX CHARGES PONCTUELLES DE MEME VALEUR ABSOLUE ET DE SIGNE CONTRAIRE ....................................................................................................................................... 36 3. CHAMP CREE PAR UN ENSEMBLE DE CHARGES .............................................................................. 36 V. Spectres électriques -Lignes de champ ..................................................................................... 37 1. EXPERIENCE ............................................................................................................................. 37 2. LIGNES DE CHAMP ELECTRIQUE................................................................................................... 37 3. EXEMPLES DE SPECTRES ELECTRIQUE ........................................................................................... 38 Travail de la force électrostatique ................................................................................................. 39 I. Travail de la force électrique ..................................................................................................... 39 1. EXPRESSION MATHEMATIQUE DANS LE CAS DU DEPLACEMENT D'UNE CHARGE POSITIVE ................... 39 2. EXPRESSION MATHEMATIQUE DANS LE CAS DU DEPLACEMENT D’UNE CHARGE NEGATIVE ................. 39 3. GENERALISATION ...................................................................................................................... 40 II. Énergie potentielle d'une charge q placée dans un champ électrique uniforme ..................... 40 1. VARIATION DE L'ENERGIE MECANIQUE D'UNE CHARGE DEPLACEE DANS UN CHAMP ELECTRIQUE UNIFORME ....................................................................................................................................... 40 2. DEFINITION .............................................................................................................................. 40 3. REMARQUES............................................................................................................................. 40 III. Potentiel électrique ............................................................................................................... 41 1. DEFINITION .............................................................................................................................. 41 2. UNITE S.I. POUR LE POTENTIEL ELECTRIQUE: LE VOLT (V) .............................................................. 41 3. POTENTIEL D'UN POINT D'UN CHAMP UNIFORME ......................................................................... 41 4. NOUVELLE UNITE POUR L'INTENSITE DU CHAMP ELECTRIQUE E: LE VOLT/METRE ............................. 41 5. NOUVELLE EXPRESSION POUR L'ENERGIE POTENTIELLE ELECTRIQUE ................................................ 41 6. NOUVELLE UNITE POUR L'ENERGIE: L'ELECTRONVOLT ................................................................... 41 7. REMARQUE .............................................................................................................................. 41 IV. Différence de potentiel électrique : tension électrique ........................................................ 41 1. DEFINITIONS ............................................................................................................................ 41 2. NOUVELLE EXPRESSION POUR LE TRAVAIL DE LA FORCE ELECTRIQUE ............................................... 42 Énergie électrique mise en jeu dans un circuit électrique ............................................................... 43 I. ÉCHANGES ENERGETIQUES DANS UN DIPOLE PASSIF (RECEPTEUR) ...................................................... 43 (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina Limamou Laye | http://physiquechimie.sharepoint.com 4 Table des matières 1. Convention récepteur ........................................................................................................... 43 2. Énergie électrique reçue par un dipôle passif ........................................................................ 43 3. Puissance reçue par un dipôle passif ..................................................................................... 43 II. APPLICATIONS .............................................................................................................................. 44 1. Conducteur ohmique (récepteur passif) ................................................................................ 44 2. Récepteur (récepteur actif) .................................................................................................... 45 III. ÉCHANGES ENERGETIQUES DANS UN DIPOLE ACTIF (GENERATEUR) ................................................. 47 1. Définition d’un générateur .................................................................................................... 47 2. Convention générateur .......................................................................................................... 47 3. Loi d’ohm pour un générateur ............................................................................................... 47 4. Bilan énergétique d’un générateur ........................................................................................ 48 5. Rendement d’un générateur ................................................................................................. 48 IV. BILAN ENERGETIQUE DANS UN CIRCUIT: LOI DE POUILLET.............................................................. 49 1. Circuit série simple ................................................................................................................. 49 2. Généralisation ....................................................................................................................... 49 Condensateurs .............................................................................................................................. 51 I. Le condensateur ........................................................................................................................ 51 1. DEFINITION ET SYMBOLE ............................................................................................................ 51 2. CHARGE ET DECHARGE D’UN CONDENSATEUR .............................................................................. 51 3. VISUALISATION A L’OSCILLOSCOPE .............................................................................................. 52 4. RELATION ENTRE LA CHARGE ET L’INTENSITE DU COURANT ............................................................ 52 5. CAPACITE D’UN CONDENSATEUR ................................................................................................ 53 II. Énergie emmagasinée dans un condensateur. ......................................................................... 53 1. RELATION DONNANT CETTE ENERGIE. .......................................................................................... 53 2. ASSOCIATION DE CONDENSATEURS ............................................................................................. 54 Amplificateur opérationnel ........................................................................................................... 55 I. Généralités ................................................................................................................................ 55 1. PRESENTATION : ....................................................................................................................... 55 2. PROPRIETES : ........................................................................................................................... 55 3. IDEALISATION DE L’AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL : .................................................................... 57 II. Montages électroniques ............................................................................................................ 57 1. MONTAGE EN COMPARATEUR : .................................................................................................. 57 2. MONTAGES EN FONCTIONNEMENT LINEAIRE : .............................................................................. 58 (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com http://physiquechimie.sharepoint.com | Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina limamou Laye 5 Table des matières Propagation des signaux, ondes, interférences mécaniques .......................................................... 67 I. Propagation d’une onde mécanique ......................................................................................... 67 1. SIGNAL ET ONDE ....................................................................................................................... 67 2. CELERITE .................................................................................................................................. 67 3. PROPAGATION D’UNE ONDE SINUSOÏDALE LE LONG D’UNE CORDE ................................................. 68 4. DOUBLE PERIODICITE DU PHENOMENE DE PROPAGATION .............................................................. 69 5. POINTS VIBRANT EN PHASE ET POINTS VIBRANTS EN OPPOSITION DE PHASE .................................... 70 6. ÉQUATION D’ONDE ................................................................................................................... 71 7. INTERPRETATION DE L'EQUATION D'ONDE: DOUBLE PERIODICITE ................................................... 71 II. Interférence mécanique ............................................................................................................ 72 1. DEFINITIONS. CONDITION D’INTERFERENCE ................................................................................. 72 2. SUPERPOSITION DES PETITS MOUVEMENTS .................................................................................. 72 3. REFLEXION D’UN SIGNAL A L’EXTREMITE D'UNE CORDE ................................................................. 74 4. INTERFERENCE DANS UN MILIEU A UNE DIMENSION. EXPERIENCE DE MELDE ................................... 74 5. INTERFERENCE DANS UN MILIEU A DEUX DIMENSIONS ................................................................... 78 6. INTERFERENCE DANS UN MILIEU A TROIS DIMENSIONS .................................................................. 84 7. DIFFRACTION DES ONDES MECANIQUES ....................................................................................... 85 Exercices ............................................................................................................................................ 86 (C) Wahab Diop Ce document a été télécharger sur le site: http://physiquechimie.sharepoint.com Serigne Abdou Wahab Diop – Lycee Seydina Limamou Laye | http://physiquechimie.sharepoint.com 6 Travail et puissance d’une force Travail et puissance d’ une force I. Travail d'une force d’ un solide en translation rectiligne 1. TRAVAIL D'UNE FORCE CONSTANTE DONT LE POINT D'APPLICATION SUIT UN TRAJET RECTILIGNE. a) Expression du travail · Une force constante est représentée par un vecteur qui reste parallèle à lui même et qui conserve le même sens et la même valeur au cours du temps. · Définition : Dans un référentiel donné, le travail d'une force constante ÅF dont le point d'application se déplace de A vers B suivant un trajet rectiligne est donné par : WA↔ B( )Å F=Å F.Ä AB ð WA↔ B( )Å F=║║Å F║║Ä AB cos( )Å F,Ä AB Souvent, on pose : ║║Å F = F; ║║Ä AB = AB=ℓ; ( )Å F,Ä AB = α (en radian ou en degré) Le travail de la force constante ÅF s'écrit alors : WA↔ B( )Å F=Å F.Ä AB =F× AB× cosα Unités : Force F en newton (N); déplacement AB en mètre (m) ; le travail WAB en joule (J) Autre expression du produit scalaire: u.v = xuxv+ yuyv b) Travail moteur, résistant ou nul : Le signe du travail WA↔ B( uploads/s3/ physique-en-premiere.pdf