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COLLECTION DEMISTIFIED
PHYSIQUE TERMINALE S
Tchiegang Alain
version du 07/10/2017 12h 45

Table des mati` eres
1 CHAMPS ET FORCES 6
1.1 G´ en´ eralit´ es .............................. 6
1.2 Interaction gravitationnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Forces de gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Champs de gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Interaction ´ electrique ......................... 9
1.3.1 Force ´ electrique, loi de Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Champ ´ electrique....................... 10
1.4 Interaction magn´ etique ........................ 12
1.4.1 Forces magn´ etiques...................... 13
1.4.2 Champ magn´ etique...................... 13
1.4.3 Action d’un champ magn
´
etique uniforme sur un conducteur
parcouru par un courant : force de Laplace . . . . . . . . . 14
1.4.4 Action d’un champ magn
´
etique uniforme sur une particule
charg´ e : force de Lorentz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2 LES LOIS DE NEWTON 16
2.1 Elements de cin´ ematique du point . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.1 R´ ep` ere, position, trajectoire . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.2 Vecteurvitesse ........................ 17
2.1.3 Vecteur acc´ el´ eration ..................... 18
2.1.4 Types de mouvements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 ´ Elements de la dynamique du point . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Point mat´ eriel, syst` eme mat´ eriel, solide . . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Force int´ erieure, force ext´ erieure............... 19
2.2.3 Syst` eme isol´ e, Syst` eme pseudo-isol´ e............. 19
2

Edition A.J.T
2.2.4 Centre de gravit´ e, centre d’inertie . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Enonc´ es des Lois de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1 Notions de r´ ef´ erentiels .................... 20
2.3.2 1`
ere loi de Newton : Principle de l’inertie . . . . . . . . . . 20
2.3.3 2i`
eme loi de Newton : th´
eor` eme du centre d’inertie . . . . . 21
2.3.4 Consigne pour la r´ esolution d’un probl` eme de dynamique . 23
2.3.5 3i`
eme loi de Newton ou principe d’interaction . . . . . . . 23
3 APPLICATION DES LOIS DE NEWTON AUX MOUVEMENTS REC-
TILIGNES UNIFORMENT VARI ´ ES 24
3.1 Cin´ ematiques des mouvements rectilignes . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1.1 Param` etres cin´ ematiques d’un mouvement rectiligne . . . . 24
3.1.2 Types de mouvements rectilignes . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.3 Autres caract´ eristiques .................... 25
3.2 Application aux mouvements dans le champ de pesanteur . . . . . . 26
3.2.1 Chutelibre .......................... 26
3.2.2 Mouvement sur un plan inclin´ e................ 27
3.2.3 Mouvement d’un projectile dans le champ de pesanteur :
chute avec vitesse initiale quelconque . . . . . . . . . . . . 28
3.2.4 Mouvement parabolique d’un projetile sans frottement sur
un plan inclin´ e ........................ 30
3.3 Application au mouvement d’une particule charg
´
e dans un champ
´
elecriqueuniforme .......................... 31
3.3.1 Cas ou v est colin´ eaire ` aE .................. 31
3.3.2 Cas ou v initiale est orthogonale au vecteur champ . . . . . 32
3.3.3 Applications de la d´ eflection................. 33
4 APPLICATION DES LOIS DE NEWTON AUX MOUVEMENTS CIR-
CULAIRES UNIFORMES 34
4.1 G´ en´ eralit´ es sur les mouvements circulaire uniformes . . . . . . . . 34
4.1.1 Param` etres cin´ ematiques d’un mouvement circulaire uniforme 35
4.2 Applications.............................. 36
4.2.1 Mouvement d’un pendule conique . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.2 Mouvement d’un v´ ehicule dans un virage . . . . . . . . . . 38
4.2.3 Mouvement d’un satellite dans le champ de gravitation terrestre 40
4.2.4 Mouvement d’une particule charg
´
e dans un champ magn
´
etique
uniforme ........................... 42
5 G ´ EN ´ ERALIT ´ ES SUR LES SYST ` EMES OSCILLANTS 45
5.1 Ph´ enom` enes p´ eriodiques et oscillatoires . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.1.1 D´ efinition........................... 45
5.1.2 Quelques exemples de syst` emes oscillants . . . . . . . . . . 45
5.1.3 Caract´ eristiques d’un syst` eme oscillant . . . . . . . . . . . 46
Tchiegang Alain 3

O
5.1.4 Amortissement et entretiens des oscillantions . . . . . . . . 46
5.1.5 oscillantions libres, oscillantions harmoniques . . . . . . . 46
5.1.6 Repr´ esentation d’une fonction sinuso¨ ıdale.......... 47
5.2 Repr´ esentation de Fresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.3 M´ ethodes d’analyse des syst` emes oscillants . . . . . . . . . . . . . 50
5.3.1 L’enregistrement graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.3.2 L’analyse ` a l’oscilloscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.3.3 L’analyse stroboscopique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6 LES OSCILLATEURS ´ ELECTRIQUES 54
6.1 Les oscillations ´ electriques libres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.1.1 Rappels............................ 54
6.1.2 Charge et d´ echarge d’un condensateur : circuit LC . . . . . 56
6.1.3 Mise en ´ evidence des oscillations amorties : circuit RLC libre 57
6.2 Les oscillations ´ electriques forc´ ees.................. 58
6.2.1 Mise en ´ evidence....................... 58
6.2.2 Imp´ edance d’une portion de circuit . . . . . . . . . . . . . 59
6.2.3 Etude th´ eorique d’un dipˆ oleRLC .............. 59
6.3 Puissance ´ electrique en regime sinuso¨ ıdale forc´ e........... 63
6.3.1 Puissance instantan´ ee..................... 63
6.3.2 Puissance moyenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.4 Analogies m´ ecano-´ electriques .................... 64
7 LES ONDES M ´ ECANIQUES 65
7.1 LesSignaux.............................. 65
7.1.1 D´ efinition et exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.1.2 Les types de signaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
7.1.3 La propagation d’un signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
7.2 Notion d’onde m´ ecaniques ...................... 67
7.2.1 D´ efinition........................... 67
7.2.2 Formation d’une onde m´ ecanique le long d’une corde . . . . 68
7.2.3 Propagation d’une onde m´ ecanique ` a la surface de l’eau . . 70
7.3 Superposition des ondes progressives de faible amplitude . . . . . . 71
7.3.1 Ph´ enom` ene d’interf´ erence des ondes m´ ecaniques . . . . . . 71
7.3.2 Ondes stationnaires : exp´ erience de Melde . . . . . . . . . . 73
8 LA LUMI ` ERE 77
8.1 Aspect ondulatoire de la lumi` ere ................... 77
8.1.1 La diffraction......................... 77
8.1.2 Les interf´ erences lumineuses . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
8.2 Aspect corpusculaire de la lumi` ere.................. 83
8.2.1 Mise en ´ evidence de l’effet photo´ electrique . . . . . . . . . 84
8.2.2 D´ efinition........................... 84
Tchiegang Alain 4

Edition A.J.T
8.2.3 Etude exp´ erimentale de l’effet photo´ electrique . . . . . . . 85
8.2.4 Rendement quantique de la cellule . . . . . . . . . . . . . . 88
8.2.5 Les applications de l’effet photo´ electrique . . . . . . . . . . 88
9 LA RADIOACTIVIT ´ E 89
9.1 Rappel : le noyau atomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9.1.1 Le noyau atomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9.1.2 Unit´ e de masse atomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
9.1.3 D´ efaut de masse, ´ energie de coh´ esion du noyau . . . . . . . 90
9.2 R´ eactions nucl´ eaires et lois de conservation . . . . . . . . . . . . . 92
9.2.1 D´ efinition et lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . 92
9.2.2 Les types de radioactivit´ es .................. 92
9.2.3 Les r´ eactions nucl´ eaires provoqu´ ees............. 94
9.2.4 Les familles radioactives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
9.3 La d´ ecroissance radioactive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
9.4 Les applications et inconv´ enients de la radioactivit´ e......... 98
9.4.1 Les applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
9.4.2 Les dangers des d´ echets radioactifs . . . . . . . . . . . . . 99
Tchiegang Alain 5