M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 1 Cours de physique générale I Secti

M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 1 Cours de physique générale I Sections GM & EL Prof. Marc SCHILTZ Laboratoire de Cristallographie Institut de Physique des Systèmes Biologiques M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 2 Organisation • Enseignant: Prof. Marc SCHILTZ Laboratoire de Cristallographie Bâtiment Cubotron (BSP), Bureau 514 e-mail: marc.schiltz@epfl.ch • Horaire et salle des cours: – Mardi 8h15–10h00, auditoire CE 4 – Premier cours: 21 septembre 2010 – Dernier cours: 21 décembre 2010 • Site web du cours: – http://lcr.epfl.ch/ Rubrique: « Enseignement » M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 3 Cursus de physique générale pour étudiants en sections d’ingénieurs GM & EL • Semestre I : 28 h de cours • Mécanique classique (28 h) • Semestre II : 56 h de cours • Mécanique classique et relativité (30 h) • Thermodynamique (26 h) • Semestre III : 56 h de cours • Physique des milieux continus (16 h) • Ondes (16 h) • Électromagnétisme (24 h) • Semestre IV : 28 h de cours • Électromagnétisme (12 h) • Mécanique quantique (16 h) M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 4 Programme du cours de physique générale I 1. Sensibilisation aux objectifs de la mécanique – Chute libre des corps, balistique • Outils mathématiques : Vecteurs, Calcul différentiel et intégral – Oscillateur harmonique • Outils mathématiques : Équations différentielles, Nombres complexes 2. Cinématique et dynamique du point matériel 3. Mécanique du solide indéformable M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 5 Objectifs du cours de physique générale I • Découvrir les bases de la physique classique – Développer un esprit scientifique et former la culture scientifique générale – Repérer le sens physique derrière les équations • Apprendre à mettre sous forme mathématique un problème, de mécanique afin de le résoudre – Définir le problème – Choisir une description mathématique – Établir les équations régissant la physique du problème – Résoudre et/ou discuter la solution M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 6 Séances d’exercices • Les séances d’exercices vous permettent de – mettre en pratique les notions vues au cours – vous entraîner à la résolution de problèmes – évaluer votre niveau de compréhension des notions abordées – vous faire une idée des aptitudes requises aux examens – poser des questions aux assistants, échanger – Obtenir aide motivation et encouragement • Horaire des séances d’exercice: mardi de 10h15 à 12h00 M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 7 Contrôle des connaissances  Examen final – pendant la période des examens (i.e. entre le 10 et le 29 janvier 2010) – Note: E  Épreuve facultative – Travail écrit pendant la séance d'exercices, le mardi 16 novembre 2010, de 10h15 à 12h00. L’épreuve facultative ne peut pas être rattrapée, même en cas d'absence justifiée. – Article 3 de l’ordonnance sur le contrôle des études à l’EPFL: • Les épreuves sont facultatives lorsque, ensemble, elles contribuent uniquement à augmenter la note de la branche à raison d’un point au maximum. Les enseignants ne sont pas tenus d’organiser ce type d’épreuves – Note: P  Note finale – la meilleure note parmi E et (0.6 × E + 0.4 × P), plafonnée à E + 1 M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 8 Conseils • Un travail personnel substantiel et régulier est nécessaire pour réussir • Les exercices sont d’une toute première importance • Soyez réguliers dans l’effort – n’attendez pas la fin du semestre pour travailler • Soyez vigilants face aux difficultés rencontrées – réagissez rapidement si vous « décrochez » M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 9 Bibliographie • Le Cours de physique de Feynman. Tome 1. (R.P. Feynman, R.B. Leighton & M. Sands). Dunod. – Mécanique du point matériel : Chapitres 7, 8, 9, 10, 11, 12 – Mécanique du solide : Chapitres 18, 19, 20 – Oscillateur harmonique : Chapitres 21, 22, 23, 24, 25 11/30/09 5:19 PM PPUR - Mécanique Mécanique Auteur(s): Jean-Philippe Ansermet Domaine(s): Physique, Génie mécanique Collection: Physique Informations ISBN: 978-2-88074-829-6 2009, 424 pages imprimées en noir et cyan, 16x24 cm, broché Prix pour la Suisse: 69.50 CHF Prix à l'exportation: 46.45 euros La mécanique constitue l’un des fondements de la physique. Elle engendre des révolutions conceptuelles et représente l’accomplissement d’un idéal scientifique. Son étude forme l’esprit du futur chercheur et initie à la pratique de l’ingénieur. Cet ouvrage présente l’ensemble des bases fondamentales de la mécanique newtonienne, les principes de la mécanique analytique ainsi qu’une introduction à la relativité. Très didactique, il illustre l’usage de la démarche mécaniste à l’aide de nombreux exemples issus d’une longue pratique d’enseignement, permettant ainsi une bonne assimilation des concepts développés et l’acquisition d’un savoir-faire. Deux niveaux de lecture rendent cet ouvrage accessible à la fois aux étudiants en sciences exactes et en sciences appliquées. Une perspective historique est proposée en début de chaque chapitre en guise d’initiation culturelle à la matière traitée. Cette référence s’adresse principalement aux étudiants en sciences niveau Bachelor et à leurs enseignants. Avant-propos - Les bases de la mécanique newtonienne - Le solide indéformable - Le formalisme de Lagrange - La théorie de la relativité restreinte - Pratique de la mécanique - Postface: la rationalité - Index Dans la même collection Les principes de la mécanique quantique La physique quantique a pris son essor autour de 1925 avec les théories révolutionnaires de Louis de Broglie, de Werner Heisenberg et d’Erwin Schrödinger. Très vite P. A. M. Dirac, qui partage le prix Nobel de physique 1933 avec E. Schrödinger, contribue fortement à ces avancées et publie dès 1930 un traité, The principles of Quantum Mechanics, régulièrement révisé et amélioré. Traité de la lumière Le Traité de la lumière se présente à la fois comme un livre de science et un livre d’art. En cultivant cette double allégeance, les auteurs ont cherché à exorciser les aspects les plus durs de la technoscience d’aujourd’hui. Electrodynamique et optique quantiques M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 10 Introduction: Objet et méthodes de la physique M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 11 La physique • Science qui décrit de façon à la fois quantitative et conceptuelle les composants de la matière et leurs interactions mutuelles • En partant d’observations et d’expériences le physicien développe des théories en utilisant l'outil des mathématiques pour décrire et prévoir l'évolution de systèmes. • La physique n'accepte comme résultat que ce qui est mesurable et reproductible par expérience. Cette méthode permet de confirmer ou d'infirmer les hypothèses fondées sur une théorie donnée. • La mécanique est la branche de la physique qui étudie le mouvement des systèmes matériels et leurs déformations, en relation avec les forces qui provoquent ou modifient ce mouvement ou ces déformations. M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 12 La méthode scientifique induction – déduction Réalité Loi (= généralisation) déduction induction M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 13 La méthode scientifique induction – déduction Isaac Newton (1643–1727) Experimentum crucis La lumière blanche du soleil est composée de raies de différentes couleurs. Au passage d’un prisme, chaque composante de la lumière a un coefficient de réfraction différent. M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 14 La méthode scientifique induction – déduction Théorie (ensemble de lois) La lumière blanche du soleil est composée de raies de différentes couleurs. Au passage d’un prisme, chaque composante de la lumière a un coefficient de réfraction différent. Une simple observation (effectuée longtemps avant Newton) : « Un prisme en verre illuminé par un rayon de lumière blanche émet des raies de lumière de différentes couleurs dans différentes directions ». INDUCTION DÉDUCTION « La superposition des raies de lumière de différentes couleurs produit un faisceau de lumière blanche ». Expérience planifiée M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 15 La méthode scientifique Lois et théories en physique Réalité Loi générale Loi générale Axiome (loi fondamentale) Loi générale Cas particuliers M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 16 La méthode scientifique Lois et théories en physique Isaac Newton (1643–1727) 1ère loi (axiome) de la mécanique de Newton: « Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état. » M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 17 La méthode scientifique Lois et théories en physique Théorie des leviers Axiome I Un levier qui est chargé de manière symétrique se trouve en équilibre. Axiome II Le charge totale s’exerce au point d’appui. On en déduit la loi des leviers: Des poids quelconques s’équilibrent à des distances inversement proportionnelles à leur poids. Archimède (287–212 av. J.-C.) « Donnez-moi un point d’appui, et je soulèverai le monde » Les « corbeaux d'Archimède » qui servaient à harponner et enlever les vaisseaux lors du siège de Syracuse P! Pʼ! L! Lʼ! Théorie = ensemble cohérent de lois M. Schiltz: Physique générale I (GM& EL) 18 La méthode scientifique Lois et théories en physique • Les lois de la physique sont-elles « correctes » ? – Observation et expérimentation, uploads/Sante/ partie-1.pdf

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• Publié le Aoû 08, 2022
• Catégorie Health / Santé
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