physique mp

Physique MP–PT
J’évalue mon niveau
en 500 questions
Anne Muller-Clausset
Ancien professeur en PCSI au lycée
La Martinière-Monplaisir
à Lyon
Agrégée de l’université
François Clausset
Professeur en MP*
au lycée du Parc à Lyon
Docteur de l’université Paris VI
9782100578627_extrait.pdf 3 13/07/2012 14:55:43

Illustration de couverture :
© puentes – Fotolia.com
© Dunod, Paris, 2012
ISBN 978-2-10-058563-2
9782100578627_extrait.pdf 4 13/07/2012 14:55:43

Table des matières
Formulaire mathématique ......................................... vii
PARTIE 1
MÉCANIQUE
CHAPITRE 1 •CINÉMATIQUE DES SYSTÈMES ET DU SOLIDE .............. 2
CHAPITRE 2 •DYNAMIQUE DES SYSTÈMES ET DU SOLIDE ............... 8
CHAPITRE 3 •ACTIONS DE CONTACTS ............................... 16
CHAPITRE 4 •ÉTUDE ÉNERGÉTIQUE DES SYSTÈMES MATÉRIELS .......... 22
Corrigés........................................................ 30
PARTIE 2
ÉLECTROCINÉTIQUE
CHAPITRE 5 •FILTRES D’ORDRE 2 ................................... 62
CHAPITRE 6 •DÉCOMPOSITION DE FOURIER - FILTRAGE D’UN SIGNAL ..... 69
CHAPITRE 7 •CIRCUITS NON LINÉAIRES - OSCILLATEURS................ 75
Corrigés........................................................ 83
PARTIE 3
ÉLECTROMAGNÉTISME
CHAPITRE 8 •CHAMP ÉLECTROSTATIQUE ET POTENTIEL ................. 108
CHAPITRE 9 •CONDUCTEURS EN ÉQUILIBRE ÉLECTROSTATIQUE .......... 113
v

Table des matières
CHAPITRE 10 •DISTRIBUTIONS DE COURANTS
ET CHAMPS MAGNÉTIQUES STATIQUES ................. 118
CHAPITRE 11 •ACTIONS DE LAPLACE - DIPÔLE MAGNÉTIQUE ............ 124
CHAPITRE 12 •ÉQUATIONS DE MAXWELL ............................ 128
CHAPITRE 13 •INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE ..................... 133
CHAPITRE 14 •GÉNÉRALITÉS SUR LES ONDES ......................... 142
CHAPITRE 15 •ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES DANS LE VIDE ........... 147
CHAPITRE 16 •QUELQUES EXEMPLES D’APPLICATIONS
DES ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES .................... 153
Corrigés........................................................ 164
PARTIE 4
THERMODYNAMIQUE
CHAPITRE 17 •ÉCOULEMENTS - MACHINES........................... 244
CHAPITRE 18 •CONDUCTION THERMIQUE ............................ 250
CHAPITRE 19 •RAYONNEMENT THERMIQUE (MP) ...................... 257
Corrigés........................................................ 263
PARTIE 5
OPTIQUE
CHAPITRE 20 •INTERFÉRENCES À DEUX ONDES ....................... 290
CHAPITRE 21 •COHÉRENCE TEMPORELLE ET SPATIALE DE DEUX ONDES . . . 298
CHAPITRE 22 •DIFFRACTION DE FRAUNHOFER ET RÉSEAUX ............. 305
CHAPITRE 23 •INTERFÉROMÈTRE DE MICHELSON ..................... 313
Corrigés........................................................ 319
vi

Formulaire
mathématique
1Les opérateurs
On donne les expressions des opérateurs s’appliquant à une grandeur scalaire Vou à
un vecteur −→ a.
1.1 Coordonnées cartésiennes
Les vecteurs de base sont notés −→ ux,−→ uyet −→ uz.
−−−→
grad V =∂V
∂x−→
ux+∂V
∂y −→
uy+∂V
∂z−→
uz(1)
div−→ a=∂ax
∂x+∂ay ∂y +∂az ∂z(2)
−→
rot −→ a=∂az
∂y −∂ay ∂z−→
ux+∂ax
∂z−∂az ∂x−→
uy+∂ay
∂x−∂ax ∂y −→
uz(3)
ΔV=∂2V
∂x2+∂2V ∂y2+∂2V ∂z2(4)
Δ−→ a=Δax−→
ux+Δay−→ uy+Δaz−→ uz(5)
1.2 Vecteur nabla en coordonnées cartésiennes
Le vecteur nabla est noté −→ ∇.
−→
∇=∂
∂x−→
ux+∂
∂y−→
uy+∂
∂z−→
uz(6)
Les différents opérateurs s’expriment en coordonnées cartésiennes avec les expres-
sions suivantes :
−−−→
grad V=−→ ∇V(7)
div −→ a=−→ ∇·−→ a(8)
−→
rot −→ a=−→ ∇∧−→ a(9)
vii