Partie 1 : Propagation d`une onde, onde progressives

Partie 1 : Propagation d’une onde, onde progressives
Ondes mécaniques progressives :
Onde mécanique : phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel, avec transport
d’énergie mais sans transport de matière.
Une onde mécanique se propage dans toutes les directions qui lui sont offertes.
Deux types d’ondes mécaniques :
- les ondes longitudinales (déplacement des points parallèle à la direction de propagation)
- les ondes transversales (déplacement des points perpendiculaire à la direction de propagation)
L’énergie d’une onde diminue au cours du temps (lié aux frottements).
Les ondes peuvent se croiser sans se perturber. Au point de croisement leurs effets s’additionnent.
La célérité d’une onde ne dépend que du milieu de propagation, ni de la forme ni de l’amplitude.
La célérité d’une onde est conservée pour un milieu donné.
Milieu dispersif : milieu dans lequel la célérité de l’onde dépend de sa fréquence (ex : l’eau).
La célérité d’une onde est définie par : V =
avec V vitesse (m.s-1), d distance (m) et t temps (s)
Onde mécanique progressives périodique :
Onde mécanique progressive périodique : onde possédant une périodicité spatiale (longueur d’onde λ) et
temporelle (période τ).
Tous les point vibrent à la même fréquence f tel que f =
avec f fréquence (Hz) et τ période (s).
Longueur d’onde : distance parcourue par l’onde pendant une période.
La longueur d’onde se définit par : λ = V x τ =
avec λ longueur d’onde (m).
Points en phase : points distants de k longueurs d’ondes.
Dans le cas d’une onde mécanique périodique, tout point subit la même perturbation que la source, mais avec un
retard.
Diffraction : une onde est diffractée si elle traverse une ouverture dont la largeur est inférieure ou égale à l’ordre
de grandeur de sa longueur d’onde. Si la largeur est supérieure, alors l’onde est diaphragmée.
Dans les deux cas, les propriétés (fréquence, longueur d’onde, période) de l’onde sont conservées.
Modèle ondulatoire de la lumière :
La lumière est une onde, car elle peut être diffractée. Donc elle possède :
- une période τ
- une longueur d’onde λ
- une célérité C
- une fréquence f ou ν
La relation de longueur d’onde est retrouvée λ = C x τ =
Constante de célérité de la lumière dans le vide ou l’air : C = 3 x 108 m.s-1
La célérité de la lumière dans les milieux transparents dépend de l’indice de réfraction du milieu, tel que :
avec n sans unité, C constante de célérité de la lumière et v vitesse de la lumière dans le milieu (m.s-1).
n ≥ 1 car la célérité dans le vide ou dans l’air est la vitesse maximum de la lumière.
La lumière n’est pas une onde mécanique car elle peut se propager dans le vide.
Ultraviolets (400 nm) ≤ lumière visible ≤ Infrarouges (800 nm)
n=
La lumière peut être :
- monochromatique (une seule radiation lumineuse de longueur d’onde unique)
- polychromatique (plusieurs radiations lumineuses de longueurs d’ondes variées)
Une radiation monochromatique ne modifie pas sa fréquence lorsqu’elle passe d’un milieu transparent à un
autre. Mais sa vitesse et sa longeur d’onde (sa couleur) sont modifiées.
Pour déterminer la nature de la lumière émise, on la décompose avec un réseau (spectroscope) ou un prisme.
Dispersion :
- La dispersion de la lumière blanche est sa décomposition en radiations monochromatiques (prisme).
- La dispersion d’une radiation monochromatique modifie seulement sa trajectoire.
Diffraction : Seules les ouvertures et les obstacles de petite dimension diffractent la lumière. Plus ils sont petits et
plus la lumière est diffractée.
- Pour une radiation polychromatique, on obtient sa décomposition en radiation monochromatiques.
- Pour une radiation monochromatique, on observe l’apparition d’un motif composé de zone sombre et
lumineuses (circulaires si c’est un trou ou allongées si c’est un fil, parallèle au trou ou au fil).
Lors de la diffraction d’une radiation monochromatique, on a : θ =
; tan θ =
; a=
Avec : a longueur de la fente (m), λ longeur d’onde (m), θ angle de diffraction (rad), d taile de la tache (m) et D
distance fente-tache (m).
a
θ
d
D
Partie 2 : Transformations nucléaires
La radioactivité :
Radioactivité : phénomène aléatoire, spontané et inéductable au cours duquel un noyau instable va se
désintégrer pour donner un noyau différent, en émettant des particules et souvent un rayonnement gamma (γ).
Isotopes : Deux atomes ayant le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons.
Loi de Soddy (ou loi de conservation) : lors d’une réaction nucléaire, le nombre de protons et de neutrons est
conservé.
A = nombre de nucléons (protons + neutrons).
Z = nombre de protons.
Nom du rayonnement
Eléments concernés
Particule émise
Effets
radioactivité α
Lourds : A ≥ 200
noyau d'hélium
Peu pénétrant, très ionisant
radioactivité β-
Trop de neutrons
électron
très peu pénétrant
radioactivité β+
Trop de protons (noyaux artificiels positon (antimatière
très peu pénétrant
exclusif)
de l'électron)
Tous les noyaux suite à une
photons
émission de particule
* (voir chapitre sur les photons).
On détecte la radioactivité avec un Geiger-Müller ou avec un C.R.A.B.
désexcitation γ*
très pénétrant (20cm de plomb)
Décroissance radioactive :
On introduit la constante radioactive λ caractérisant chaque noyau et la constante de temps τ*. τ =
*(graphiquement c’est l’intersection de la tangente à l’origine et l’axe des abscisses)
Au fil du temps, le nombre de noyau radioactif diminue de façon suivante :
- ∆N = λ.N.∆t avec N nombre de noyaux, λ constante radioactive, ∆t durée (s).
- N(t) = N0 .e-λt avec N0 nombre initial de noyaux.
Demi-vie radioactive : notée t1/2 , c’est la durée nécessaire pour que -statistiquement- la moitié des noyaux
initialement présents soient désintégrés. Elle est propre à chaque noyau radioactif.
Elle se calcule par : t1/2 =
Activité : notée A, c’est le nombre moyen de désintégration par seconde dans un échantillon. Elle dépend du
nombre de noyau et de la durée de demi-vie. S’exprime en Becquerel (Bq). 1Bq = 1désintégration.s-1.
Se calcule par : A(t) =
= λ.N(t) = λ.N0 .e-λt = A0.e-λt
L’action de la radioactivité dépend de :
- du rayonnement émis
- de la durée d’exposition
- de la résistance des organes
- de la distance de la source
Conséquences : le rayonnement α perturbe nos réactions électrochimiques.
Application : la datation, t =
Energie du noyau :
Relation d’Einstein : E = m.c² avec E énergie en Joules, m masse en kg et c constante de la lumière (3.108 m.s-1).
/!\ « c » est au carré.
Tout corps en mouvement possède une énergie cinétique et une énergie au repos.
Tout variation de masse entraîne une variation d’énergie : ∆E = ∆m.c²
∆E augmente/diminue : le système capte/cède de l’énergie.
Ex : la bombe Nagasaki à dégagé 8,4.1013 J et n’a perdu que 1 g.
Nouvelles unités :
- Joule (J) →électronvolt (eV) tel que 1 eV = 1,6.10-19 J
- Kilogramme (kg) →unité de masse atomique (u) tel que u = 1,66.10-27 = A
Défaut de masse (valable pour tous les noyaux) : mconstituants noyau > mnoyau
Tel que |∆m| = Z.mproton + (A-Z).mneutron - mnoyau |∆m| est toujours positif
masse constituants
Energie de liaison : énergie nécessaire à la formation du noyau = énergie que doit fournir le milieu extérieur pour
briser le noyau au repos en ses différents constituants libres au repos.
El = |∆m|.c² = [ Z.mproton + (A-Z).mneutron - mnoyau ].c²
L’énergie de liaison par nucléon définie la stabilité de chaque noyau (+ elle est grande, + le noyau est stable). Elle
est égale à
.
Courbe d’Aston :
Réaction nucléaire : phénomène lorsqu’un noyau «projectile» frappe un noyau «cible» et donne de nouveaux
noyaux. Deux types de réactions :
- Fission nucléaire : un noyau fissible (=lourd), bombardé pas un neutron lent, donne des noyaux plus petits
et plus stables. Ex : les bombes A, les centrales nucléaires...
- Fusion nucléaire : deux noyaux légers s’unissent lors d’un choc pour former un noyau plus lourd. Appelée
aussi réaction thermonucléaire. Ex : les étoiles, les bombes H…
Bilan énergétique : écrire l’équation de la transformation, calculer |∆m|, puis ∆E. Et parfois la puissance en Watt
(rappel : E = P.t)
Partie 3 : Evolution des systèmes électriques
Convention schématiques :
convention récepteur
convention générateur
/!\ Quand les valeurs (tension, intensité, charge..) varient, donc elles sont en minuscules !
Loi d’Ohm : U = R.I
Loi d’additivité des tensions : UAC = UAB + UBC
le dipôle R,C :
Condensateur : composant électrique constitué de deux plaques métalliques conductrices séparées par un isolant
(appelé diélectrique). Grandeur caractéristique : la capacité (C) exprimée en Farads (F). Schéma :
Un dipôle RC est composé d’un condensateur de capacité C et d’un conducteur ohmique de résistance R.
Un condensateur stocke de l’électricité afin de la restituer après. Plus sa capacité est grande, plus il peut en
emmagasiner.
Relations :
- Charge, capacité, tension : qA = C.uc avec q charge du condensateur en Coulomb.
- Charge et intensité : i =
= q’
- Energie, capacité et tension : E = ⅟2 C.uC² avec E énergie emmagasiné dans le condensateur (J).
- Energie, charge et tension : E = ⅟2 q.uC
- intensité, tension, capacité : i = C.uc’
Constante de temps : notée τ, c’est la durée nécessaire pour que la charge (ou la décharge) du condensateur soit
faite à 63%. On a τ = R.C avec R résistance en Ohm et C capacité en Farads. τ est aussi l’intersection de l’axe des
abscisses avec la tangente à l’origine.
Démonstration : Equation de la tension en fonction du temps
G
- Applique la loi d’additivité des tensions : uAG = uAB + uBF + uFG
- On remplace par leur valeur théorique : E = 0 + uC + uR
E
A
R
F
- Exprimer UR avec UC : uR = R.i
i=
uR = R.
C
B
uR = R.C.
q = C.uC
=
α = cte donc
0
- On obtient : E = uC + R.C.
→ Equation Différentielle.
- On nous donne : uC = α + β.e-t/γ ⇒ On remplace dans
et on a :
=
+
=
.
- On remplace dans E = uC + R.C.
- 0=α–E
⇒ α=E
β.e-t/γ (1 –
)
⇒ 0 = α – E + β.e-t/γ (1 –
)
β = 0 ⇒ impossible car sinon le système n’évolue pas.
1–
0 ⇒ = RC
- Pour trouver β on utilise les conditions initiales : en t=0, uC = 0.
Donc uC(0) = 0 ⇒ α + β.e-t/γ = 0 ⇒ E + β.e0 =0 ⇒ E + β = 0 ⇒ β = -E
- On a finalement : uC(t) = E – E. e-t/γ
le dipôle R,L :
Bobine : composant électrique constitué d’un fil conducteur, gainé par un isolant, qui s’enroule sur un support.
Grandeur caractéristique : l’inductance (L) exprimée en Henry (H). Schéma :
.Elle a généralement une
résistance R. Sinon, c’est une bobine à inductance pure.
Une bobine s’oppose aux variations d’intensité. Plus l’inductance est grande, plus les variations sont atténuées.
Relations :
- tension : uL = ri + L i’
- énergie : Ebob = ⅟2 Li²
Constante de temps : notée durée τ, nécessaire pour que la charge (ou la décharge) de la bobine soit faite à 63%
et τ =
. τ est l’intersectionla tangente à l’origine et de l’axe des abscisses.
Pour établir l’équation de l’intensité en fonction du temps, la méthode est la même que celle de RC. Si ce n’est
que : Ur devient Ri et UL devient ri + L i’. Ainsi on a directement l’équadiff.
le dipôle R,L,C :
Un dipôle R,L,C est un circuit constitué d’une bobine et d’un condensateur préalablement chargé.
La période propre du circuit est T0. Elle vaut : T0 =
=
(voir démonstration)
L’intensité du circuit vaut : i(t) = -C.A.ω0.sin (ω0t + Φ). (voir démonstration)
Régimes
Périodique
Pseudopériodique
Apériodique
Variations de tension
Oscillations sinusoïdales (R=0)
Oscillations libres amorties (amortissement lié à R)
Pas d’oscillation (R trop grand)
Tranferts d’énegie (Etot = Econd + Ebob)
Constant
Diminue avec oscillations
Diminue sans oscillations
Entretien des oscillations : on ajoute un générateur à résistance négative qui fournit l’énergie perdue. Les
oscillations deviennent sinusoïdales.
Démonstration : Oscillation d’un circuit d’amortissement négligeable (R=0) :
- Appliquer la loi d’additivité des tensions : 0 = uc +uL
- Exprimer
uL avec uc : uL = L
i=
uL = L
q = C.uC
uL = L.C
= L.C. uC’’
- On obtient uc + L.C. uC’’ = 0 → Equation différentielle du 2nd ordre.
- les solutions sont de la forme : uc(t) = A.cos (ω0t + Φ). Avec A constante, ω0 pulsation propre du circuit
(rad.s-1 ) et Φ phase à l’origine (rad).
- On dérive 2 fois uC pour obtenir uC’’ : uC’ = -A.ω0.sin (ω0t + Φ) ⇒ uC’’ = -A.ω0².cos (ω0t + Φ)
- On reporte dans l’équadiff : uc + L.C. uC’’ = 0 ⇒ A.cos (ω0t + Φ) - L.C.A.ω0².cos (ω0t + Φ) = 0
⇒ A [cos (ω0t + Φ) ][1- LC. ω0²] = 0
- On détermine d’abord ω0 : A. = 0 ⇒ impossible car sinon le système n’évolue pas.
cos (ω0t + Φ) = 0 ⇒ impossible car sinon le système n’évolue pas.
1- LC. ω0² = 0 ⇒ ω0 =
- Pour A et Φ, on utilise les conditions initiales : en t=0, le condensateur est chargé (ici). Donc uC(0) = u0.
On reporte et on a : uc(0) = A.cos (ω0.0 + Φ) = A.cos (Φ)= u0
- Il nous faut une 2ème équation : u0 = cte ⇒ u0’ = 0 ⇒ -A.ω0.sin (Φ)= 0
-A = 0 ⇒ impossible car sinon uC(t) = 0
ω0 = 0 ⇒ impossible car ω0 =
sin (Φ)= 0 ⇒ Φ = 0
- On reprend A.cos (Φ)= u0 ⇒ A = u0
- On a finalement : uC(t) = u0.cos (
)
Partie 4 : évolution temporelle des systèmes mécaniques.
la mécanique de Newton :
(introduire frottements, poids, g….)
Etude du mouvement d’un solide :
- définir le système étudié
- définir le référentiel d’étude
- faire le bilan des forces appliquées au système
- faire un schéma
- étudier la trajectoire du C.D.I. du système (2ème loi de Newton)
Le vecteur vitesse :
- direction : tangent à la trajectoire
- sens : celui du mouvement du système
- norme : distance point précédent et point suivant divisée par deux fois l’intervalle de temps : V2 =
Le vecteur accélération :
- direction : confondue avec celle du vecteur variation vitesse ∆V3 = V4 +V2
- sens : même que celui du vecteur variation vitesse.
- norme : norme du vecteur variation vitesse divisée par deux fois l’intervalle de temps : a3 =
- L’accélération est m.s-2
P1
P2
P3
V2
Vecteur vitesse
a3
Vecteur variation vitesse
Vecteur accélration
∆V3
P4
∆V3
P5
V4
V2
Première loi de Newton : Dans un référentiel galiléen, si la somme vectorielle des forces extérieures agissant sur
un système est nulle, alors le CDI du système est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme. Et
réciproquement.
Deuxième loi de Newton : Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle des forces extérieures agissant sur un
système mécanique est égale au produit de la masse du solide par le vecteur accélération du centre d’inertie G.
Tel que ΣFext = m.aG →à utiliser à chaque étude de mouvement !
Troisième loi de Newton : principe des actions réciproques : Soit A et B deux corps en interaction, la force exercée
par A sur B et celle exercée par B sur A ont la même direction, la même valeur et sont de sens opposées. Elles
s’annulent donc, tel que : FA/B + FB/A = 0
Situation d’un solide :
- isolé (aucune force ne s’applique sur lui)
- pseudo-isolé (les forces exercées se compensent)
- quelconque (des forces s’exercent sur lui)
Chute verticale d’un solide :
Poussée d’Archimède : force exercée vers le haut qui est est égale au poids du volume de fluide déplacé. Tel que
Pa = mf.g avec mf masse du volume de fluide déplacé (on utilise la relation : μ =m/V).
Chute libre : mouvement d’un corps ne subissant que l’action de son poids.
Dans une chute verticale, les frottements sont liés à la vitesse : f = k.Vn avec n dépendant de chaque système.
Démonstration : Méthode d’Euler
c’est une méthode de calcul par récurrence. En connaissant le pas du calcul (δt) et les conditions initiales, on peut
déterminer l’évolution d’un phénomène au cours du temps (vitesse, radioactivité…).
- On part des conditions initiales tel que : en u(0) = u0.
- On avance pas à pas tel que : t1 = t0 + δt, t2 = t1 + δt… et donc on : u(1) = u(0) + δu, u(2) = u(1) + δu…
variation de temps (pas du calcul)
variation du phénomène
- Obtenir une équation différentielle de la forme : u’(t) = A.u + B
Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme :
Démonstration : équation paramétrique ou loi horaire du mouvement
- Etude du mouvement du solide : objet / réferentiel / forces appliquées (P uniquement)/Schéma.
- Deuxième loi de Newton : ΣFext = m.aG
P = m.a
m.g = m.a
g = a (indépendance de la masse
du solide).
- On projette sur dans le plan (O,x,y,z) → on différencie ax ay az
- aG =
→ on primitivise pour obtenir la vitesse.
- Constantes → conditions initiales. Si angle → cos α pour Vx et sin α pour Vy.
-V=
→ on primitivise pour obtenir l’équation du mouvement.
- Constantes → conditions initiales.
- On exprime le temps en fonction d’une valeur que l’on remplacera dans une autre pour étalir l’équation
paramétrique (ou loi horaire) finale.
/!\ Le mouvement est toujours plan (une composante est toujours nulle).
Un solide possède une énergie potentielle de pesanteur due à sa hauteur : Epp = m.g.z
Un solide possède une énergie cinétique due à sa vitesse : Ec = ½ m.v²
L’énergie mécanique du solide au cours de son mouvement est donc : Eméca = Epp + Ec
Si le solide est en chute libre, Eméca reste constante.
Satellites et planètes :
Référentiel Héliocentrique : référentiel adapté pour le mouvement d’une planète. Centre : le soleil et axes : 3
étoiles lointaines supposées fixes.
Réferentiel Géocentrique : référentiel adapté pour le mouvement d’un satellite de la Terre. Centre : la Terre et
axes : 3 étoiles lointaines supposées fixes.
Première loi de Kepler : Dans le référentiel héliocentrique, la trajectoire du centre d’une planète est une ellipse
dans le centre du soleil est un des foyers.
Deuxième loi de Kepler : Le rayon de l’ellipse balaie des aires égales pendant des durées égales.
Troisième loi de Kepler :
= k avec T période de révolution (s), a demi-grand axe de l’ellipse (m) et k une
constante propre à chaque planète.
Dans un mouvement circulaire uniforme :
(Le mouvement est circulaire
uniforme si au moins une seule des
caractéristiques est vérifiée)
- la trajectoire est un cercle
- V=
mais V change de direction.
- T=
avec ω vitesse angulaire (rad.s-1)
- a=
avec R rayon (m) et V vitesse (m.s-1)
- aG est radial, centripède
Dans un mouvement ciruclaire non uniforme : - la trajectoire est un cercle
- V n’est pas constant et V change de direction
- a = an + at avec an accélération normale (si le mvt était uniforme)
et at accélération tangentielle (décalage).
Loi de gravitation universelle : FA/B = G.
entre les deux CDI (m).
avec G constante de gravitation (6,67.10-11 SI) et d distance
/!\ Ne pas oublier d’ajouter un vecteur unitaire si on est avec des veteurs : FA/B = u.G.
Avec la 2ème loi de Newton, FA/B est indépendant de la masse du solide qui subit la force.
Sattelite géostationnaire : - 1 tour en 24h.
- tourne dans le même sens que la Terre
- se situe dans le plan de l’équateur
- 36 000km d’altitude.
Un sattelite stationnaire se situe toujours au dessus du même point.
Les systèmes oscillants :
Pendule simple : composé d’un fil inextensible et un solide de masse m.
La période simple dépend la longueur du fil. L’angle n’influence que les petites oscillations, et la masse n’influence
pas.
La période est définit par : T0 = 2𝝅.
avec L longueur du fil (m) et g constante de gravitation (N.kg-1).
Pendule élastique : composé d’un ressort et d’un solide de masse m
L’allongement est proportionnel à la masse de l’objet suspendu :
c=
avec m masse (kg), c constante de raideur (N.m-1) et ∆l allongement (m).
le pendule peut être aussi horizontal.
Oscillations forcées : oscillations imposées par un exitateur (ex : GBF).
Résonnance : phénomène atteint si fexitateur = fpropre A la raisonnance, l’amplitude des oscillations devient très
grande. Très recherché en musique mais dangereux dans les dispositifs industriels ou les stades.
Etude énergétique des systèmes mécaniques :
Travail d’une force : WF(A/B) = F.AB = F x AB x cos α (J)
Le travail est indépendant du chemin suivi.
Si WF(A/B) > 0 → travail moteur. Si WF(A/B) < 0 → travail résistant.
Travail du poids : WP(A/B) = P. AB = m.g.(zA – zA)
Si F varie, on la décompose en intervalle dl où elle est stable. Sur chaque intervalle, on calcule le travail
élémentaire dWF(dl) = F.dl Le travail final vaut WF(A/B) = Σ dW =
Energies :
- énergie potentielle de pesanteur : Epp = m.g.z avec m masse (kg), g constante et z hauteur (m) .
- énergie cinétique : Ec = ½ m.v² avec m masse (kg), v vitesse (m.s-1).
- énergie potentielle élastique : Epe = ½.k.x² avec k constante de raideur (N.m-1) et x allongement (m).
- énergie mécanique : Em = Epp + Ec + Epe
L’énergie mécanique ne se conserve pas. Cela est du aus frottements. L’énergie perdue (effet Joule) correspond à
une variation de Em. ∆Em = Σ Wforces de frottements
L’atome et la mécanique de Newton :
Rappel de la mécanique de Newton :
- Force de gravitation universelle : FA/B = FA/B = G.
(force attractive).
- Force d’intéraction éléctrique : FA/B = FA/B = K.
(force répulsive si même charge ou attractive si charge
différente).
→ La mécanique de Newton n’explique pas la structure des atomes (les protons sont de même charge, mais dans
un noyau ils sont collés les uns aux autres).
L’émission/l’absorption d’un photon s’accompagne d’une modification de la structure électronique externe de
l’atome.
Postulats de Böhr :
- les variations d’énergies sont quantifiées (valeur précise),
- l’atome ne peut exister que dans certains états d’énergie bien définis (niveaux d’énergie),
- un photon de fréquence ν est émis ou absorbé quand l’atome passe d’un niveau d’énergie à un autre.
Diagramme d’énergie de l’atome :
E=0
E2
E1
E0
état ionisé (électrons)
état excité
de l’atome
état fondamental (niveau d’énergie le +bas).
Energie du photon émis/absorbé : ∆E = h.ν = h.
avec λ longueur d’onde (m),ν fréquence du phton (Hz), C
8
-1
célérité du phton (3,0.10 m.s ) et h constante de Plank (6,62.10-34 J.s).
En
En
Ep
Ep
En > Ep. Photon émis et il emporte l’énergie ∆E = En-Ep. On
voie une raie colorée sur fond noir, correspodant au
photon émis de λn,p.
En < Ep. Photon absorbé et il emmène l’énergie ∆E = En-Ep.
On voie une raie noire sur fond coloré, correspodant au
photon aborbé de λn,p.
Dans les réaction chimiques, c’est de l’ordre de quelques eV.
Dans les réactions nucléaires, c’est de l’ordre de quelques MeV.
(Rappel : 1 eV = 1,6.10-19 J).
Représentations symboliques en électricité :
Ampèremètre
Voltmètre
Lampe
Interrupteur ouvert
Interrupteur fermé
Masse
Sens conventionnel du courant
Flèche tension
Mise à terre
Résistance
Potentiomètre
Rhéostat
Générateur de tension
Pile ou Accumulateur
Diode
D.E.L.
Photodiode
Condensateur
Bobine
Amplificateur
Constantes et valeurs numériques utiles :
Charge élémentaire :
e = 1.60 x 10-19 C
G = 6.67 x 10-11 N.m².kg-2
NA = 6.02 x 1023 mol-1
k = 9.0 x 109 SI
g = 9.81 N.kg-1
me = 9.110 x 10-31 kg
mp = 1.673 x 10-27 kg
mn = 1.675 x 10-27 kg
C = 3.00 x 108 m.s-1
1 eV = 1.60 x 10-19 J
1 u = 1.66 x 10-27 kg
h = 6.62 x 10-34 J.s
86 164 s
Constante de gravitation universelle :
Constante d’Avogadro :
Constante de la loi de Coulomb :
Intensité de pesanteur :
Masse de l’électron :
Masse du proton :
Masse du neutron :
Célérité de la lumière dans le vide :
Valeur de l’électronvolt :
Unité de masse atomique :
Constante de Planck :
Jour sidéral :
Dimension et unités des grandeurs
Grandeur
Dimension
Unité SI
Distance (d) ou longueur (l)
l
mètre (m)
Masse (m)
m
kilogramme (kg) en physique
Temps (t)
t
seconde (s)
Intensité (I)
I
ampère (A)
Grandeur
Relation de définition
Dimension
Unité SI
Fréquence (f)
f=
t-1
Hertz (Hz)
Aire (A)
A = l²
l²
m²
Volume (V)
V = l3
l3
m3
Masse volumique (ρ)
Ρ=
m.l-3
kg.m-3
l.t-1
m.s-1
t-1
rad.s-1
l.t-2
m.s-2
m.l.t-2
Newton (N)
Vitesse (v)
Vitesse angulaire (ω)
Accélération (a)
Force (F)
v=
ω=
a=
F = m.a
Travail (W) et Energie (E)
Puissance (P)
Constante de raideur (k)
Charge électrique (Q)
Tension (U)
Fem d’un générateur (e)
Champ magnétique (B)
Résistance (R)
Capacité (C)
Inductance (L)
Activité d’une source (A)
W = F.l
P=
k=
Q = I.t
U=
e=
Fm = |q|.vB
R=
C=
e = -L.
A=
m.l².t-2
Joule
m.l².t-3
Watt (W)
m.t-2
N.m-1
I.t
Coulomb (C)
m.l².t-3.l-1
Volt (V)
m.l².t-3.l-1
Volt (V)
m.t-2.I-1
Tesla (t)
m.l².t-3.I-2
Ohm (Ω)
m-1.l-2.t4.I-2
Farad (F)
m.l2.t-2.I-2
Henry (H)
t-1
Becquerel (Bq)