Cours de Physique 3e BC - Mécanique, Électricité, Thermodynamique

Cours de Physique
Classe de 3eBC
2011/2012
LJBM
DépartementdePhysique

2010–2011|DépartementdePhysique|LJBM
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Table des matières
I. Mécanique 1
1. Forces 3
1.1.Rappels.......................................... 3
1.2.Notiond’équilibre.................................... 4
1.3. Équilibred’uncorpssoumisàdeuxforces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4. Équilibred’uncorpssoumisàtroisforces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.Exercices......................................... 14
2. Le moment d’une force 17
2.1.Lelevier.......................................... 17
2.2.Équilibred’unlevier................................... 18
2.3. Définitiondumomentd’uneforce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4. Méthodederésolutiond’unproblèmeàmoments. . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.Exercices......................................... 22
3. Machines simples 23
3.1.Poulies.......................................... 23
3.2.Planincliné........................................ 27
3.3.Exercices......................................... 28
4. Le travail d’une force 29
4.1. Letravailausensphysique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2. Définitiondutravaild’uneforce. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3. Larègled’ordelamécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.4.Exercices......................................... 33
5. La puissance d’une force 35
5.1.Pourquoilapuissance?................................. 35
5.2.Définition......................................... 36
5.3.Exercices......................................... 36
6. Énergie mécanique 37
6.1.Notiond’énergie..................................... 37
6.2.Formesd’énergie..................................... 37
6.3. Transfertsettransformationsd’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
iii

Physique3eBC
6.4. Conservationdel’énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.5.Exercices......................................... 42
II. Électricité 43
7. Circuits électriques et effets du courant électrique 45
7.1.Circuitsélectriques................................... 45
7.2. Leseffetsdel’électricité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
8. Électrostatique 51
8.1.Chargesélectriques................................... 51
8.2.Typesdecharges.................................... 53
8.3. Particuleschargéesdanslamatière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
8.4.Exercices......................................... 56
9. Le courant électrique 57
9.1. Lanatureducourantélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9.2. Sensconventionnelducourantélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
9.3.L’intensitéducourant.................................. 58
9.4. Lamesuredel’intensitéducourant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
9.5. Analogieélectricité-eau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
10. La tension électrique 61
10.1.Lanotiondelatensionélectrique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.2.Lamesuredelatensionélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.3.Lessourcesdetension................................. 63
11. La résistance électrique 65
11.1.Descriptionetdéfinition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
11.2.Laloid’Ohm....................................... 67
11.3.Résistanceélectriqued’unfilconducteur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
12. Puissance électrique – énergie électrique 71
12.1.Expérience........................................ 71
12.2.Exercices......................................... 73
13. Circuits complexes 75
13.1.Loisdescircuitsparallèles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
13.2.Loisdescircuitsensérie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
13.3.Associationsderésistances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
13.4.Exercices......................................... 80
iv

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Tabledesmatières
III. Thermodynamique 81
14. Température, agitation thermique et chaleur 83
14.1.Expérience........................................ 83
14.2.ObservationdeRobertBrown............................. 84
14.3.Limiteinférieuredestempératures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
14.4.Énergieinterne...................................... 84
14.5.Lanotiondechaleur .................................. 86
15. Calorimétrie 89
15.1.Relationentrel’énergieetlatempérature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
15.2.Mélangesettempératured’équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
16. Changement d’états 95
16.1.Étatsdelamatière................................... 95
16.2.Vaporisationetcondensation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
16.3.Fusionetsolidification................................. 96
16.4.Changementd’étatdequelquessubstances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
16.5.Exercices......................................... 98
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