PHYSIQUE WPS TS

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Cinématique du point
COLLECTION SAWD
Notes de cours | Lycée Seydina Limamou Laye
ABDOU
WAHAB
DIOP
TERMINALES S1 ET S2

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Cinématique du point
Table des matières
Cinématique du point ................................................................................................................. 12
I. Notion de système..................................................................................................................... 12
II. Vecteur position ........................................................................................................................ 12
III. Vecteur vitesse instantanée: ................................................................................................. 15
1. DEFINITION .............................................................................................................................. 15
2. VECTEUR VITESSE ET COORDONNEES CARTESIENNES ..................................................................... 15
3. VECTEUR VITESSE ET ABSCISSE CURVILIGNE .................................................................................. 17
IV. Accélération ........................................................................................................................... 17
1. DEFINITION .............................................................................................................................. 17
2. VECTEUR ACCELERATION ET COORDONNEES CARTESIENNES ........................................................... 17
3. VECTEUR ACCELERATION ET COORDONNEES CURVILIGNES ............................................................. 18
4. MOUVEMENT ACCELERE, RETARDE OU UNIFORME ........................................................................ 19
V. Changement de référentiel ....................................................................................................... 20
1. POSITION DU PROBLEME ............................................................................................................ 20
2. LOI DE COMPOSITION DES VITESSES ............................................................................................ 20
VI. Étude de quelques mouvements........................................................................................... 21
1. MOUVEMENT RECTILIGNE UNIFORME ......................................................................................... 21
2. MOUVEMENT RECTILIGNE UNIFORMEMENT VARIE ........................................................................ 22
3. MOUVEMENT RECTILIGNE SINUSOÏDAL ........................................................................................ 24
4. MOUVEMENT CIRCULAIRE UNIFORME ......................................................................................... 26
5. MOUVEMENT CIRCULAIRE UNIFORMEMENT VARIE ........................................................................ 27
Bases de la dynamique ............................................................................................................... 29
I. Mouvement du centre d inertie ................................................................................................ 29
II. QUANTITE DE MOUVEMENT ........................................................................................................... 29
1. QUANTITE DE MOUVEMENT DUN POINT MATERIEL ...................................................................... 29
2. QUANTITE DE MOUVEMENT DUN SOLIDE .................................................................................... 29
III. Relation fondamentale de la dynamique .............................................................................. 30
1. ÉNONCE ................................................................................................................................... 30
2. CONSEQUENCES........................................................................................................................ 30
IV. Relation fondamentale de la dynamique de rotation (S1) .................................................... 31
1. CAS DUN POINT MATERIEL ........................................................................................................ 31
2. CAS DUN SOLIDE ...................................................................................................................... 31

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Cinématique du point
3. MOMENT DINERTIE DE QUELQUES SOLIDES ................................................................................. 31
4. THEOREME DE HUYGENS (S1) ................................................................................................. 32
V. Théorèmes relatifs aux énergies ............................................................................................... 32
1. ENERGIE CINETIQUE ................................................................................................................... 32
2. ENERGIE POTENTIELLE ............................................................................................................... 33
3. ENERGIE MECANIQUE ................................................................................................................ 33
VI. Référentiels et repères galiléens ........................................................................................... 33
1. REFERENTIEL DE COPERNIC (HELIOCENTRIQUE) ............................................................................ 33
2. REFERENTIEL GEOCENTRIQUE ..................................................................................................... 34
3. REFERENTIEL TERRESTRE ............................................................................................................ 34
VII. Référentiels et repères non galiléens .................................................................................... 34
1. POSITION DU PROBLEME ............................................................................................................ 34
2. REFERENTIELS NON GALILEENS ................................................................................................... 34
3. MOUVEMENT DE TRANSLATION ACCELERE OU RETARDE ................................................................ 34
4. MOUVEMENT DE ROTATION UNIFORME ...................................................................................... 35
Applications des bases de la dynamique ..................................................................................... 36
I. Mouvements rectilignes ............................................................................................................ 36
1. SOLIDE GLISSANT SUR UN PLAN INCLINE ...................................................................................... 36
2. SYSTEMES ARTICULES ................................................................................................................ 37
3. MOUVEMENT DUNE PARTICULE DANS LE CHAMP DE PESANTEUR: CAS OU g ∥ vO ............................ 37
4. MOUVEMENT DUNE PARTICULE CHARGEE DANS UN CHAMP E UNIFORME: CAS OU E ∥ vO .............. 38
5. MOUVEMENT DUNE BILLE DANS UN FLUIDE ................................................................................ 39
II. Mouvement paraboliques ......................................................................................................... 41
1. MOUVEMENT DUN PROJECTILE DANS LE CHAMP DE PESANTEUR: CAS OU VO ∦g .............................. 41
2. MOUVEMENT DUNE PARTICULE CHARGEE DANS E UNIFORME: ..................................................... 44
III. Mouvements circulaires uniformes ....................................................................................... 47
1. ÉTUDE DYNAMIQUE................................................................................................................... 47
2. PENDULE CONIQUE ................................................................................................................... 47
3. RELEVEMENT DES VIRAGES ......................................................................................................... 48
IV. Mouvement circulaire uniformément varié ( S1) .................................................................. 49
1. ÉTUDE DYNAMIQUE................................................................................................................... 49
2. APPLICATION ............................................................................................................................ 49
V. Conservation de la quantité de mouvement............................................................................. 50

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Cinématique du point
1. APPLICATION AU RECUL D UNE ARME A FEU ................................................................................ 50
2. ÉTUDE DES CHOCS ..................................................................................................................... 50
Gravitation universelle ............................................................................................................... 53
I. Interactions gravitationnelles: loi de Newton .......................................................................... 53
II. Champ de gravitation ................................................................................................................ 53
1. OBJET PONCTUEL ...................................................................................................................... 53
2. OBJET DE SYMETRIE SPHERIQUE ................................................................................................. 53
3. FORCE GRAVITATIONNELLE CREEE PAR UN OBJET PLACE DANS UN CHAMP DE GRAVITATION .............. 54
4. APPLICATION ............................................................................................................................ 54
5. CHAMP DE GRAVITATION DE LA TERRE......................................................................................... 54
6. CHAMP DE GRAVITATION ET CHAMP DE PESANTEUR ..................................................................... 55
III. Énergie potentielle de gravitation ......................................................................................... 55
IV. Mouvement circulaire des satellites terrestres .................................................................... 56
1. ACCELERATION DUN SATELLITE .................................................................................................. 56
2. SATELLITE A TRAJECTOIRE CIRCULAIRE ......................................................................................... 57
3. SATELLITES GEOSTATIONNAIRES .................................................................................................. 58
4. ETAT DIMPESANTEUR DANS UN SATELLITE ................................................................................... 58
V. La satellisation ........................................................................................................................... 59
1. CHUTE LIBRE PARABOLIQUE ....................................................................................................... 59
2. SATELLISATION ......................................................................................................................... 60
Oscillations mécaniques libres .................................................................................................... 61
I. Généralités ................................................................................................................................ 61
II. Oscillateurs en translation ......................................................................................................... 61
1. PENDULE ELASTIQUE HORIZONTAL .............................................................................................. 61
2. PENDULE ELASTIQUE VERTICAL ................................................................................................... 63
3. PENDULE ELASTIQUE SUR UN PLAN INCLINE .................................................................................. 65
III. Oscillateurs en rotation ......................................................................................................... 65
1. PENDULE SIMPLE ....................................................................................................................... 65
2. PENDULE PESANT ....................................................................................................................... 66
3. PENDULE DE TORSION ................................................................................................................. 67
IV. Oscillateurs mécaniques amorties ........................................................................................ 67
V. Association de ressorts .............................................................................................................. 68
Généralités sur les champs magnétiques ..................................................................................... 70

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I. Interactions électromagnétiques .............................................................................................. 70
1. MISE EN EVIDENCE ..................................................................................................................... 70
2. POLES DUN AIMANT, FACES DUNE BOBINE .................................................................................... 70
II. Champ magnétique ................................................................................................................... 71
1. VECTEUR CHAMP MAGNETIQUE .................................................................................................... 71
2. SPECTRES MAGNETIQUES ............................................................................................................. 72
3. CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE ................................................................................................. 72
4. CHAMPS CREES PAR LES COURANTS ............................................................................................... 74
Mouvement d une particule chargée dans un champ magnétique uniforme ................................ 76
I. Force magnétique ...................................................................................................................... 76
1. RELATION DE LORENTZ ................................................................................................................ 76
2. CARACTERISTIQUES DE LA FORCE DE LORENTZ .............................................................................. 76
3. APPLICATION ............................................................................................................................ 76
II. Étude théorique du mouvement dans le cas où la vitesse initiale est perpendiculaire au champ
magnétique ....................................................................................................................................... 77
1. EXPRESSION DE LACCELERATION ................................................................................................ 77
2. NATURE DU MOUVEMENT .......................................................................................................... 77
3. VITESSE LINEAIRE, VITESSE ANGULAIRE, PERIODE, FREQUENCE ....................................................... 78
4. REMARQUES IMPORTANTES ....................................................................................................... 78
III. Applications pratiques ........................................................................................................... 78
1. ÉTUDE DE LA DEFLEXION MAGNETIQUE ....................................................................................... 78
2. SPECTROGRAPHE DE MASSE ....................................................................................................... 79
3. FILTRE DE VITESSE ..................................................................................................................... 80
4. CYCLOTRON ............................................................................................................................. 81
Loi de Laplace ............................................................................................................................. 83
I. Action d un champ magnétique uniforme sur un élément de courant .................................... 83
1. ÉTUDE EXPERIMENTALE ............................................................................................................. 83
2. LOI DE LAPLACE ........................................................................................................................ 83
II. Applications ............................................................................................................................... 85
1. ROUE DE BARLOW .................................................................................................................... 85
2. BALANCE DE COTTON ................................................................................................................ 85
3. HAUT PARLEUR ELECTRODYNAMIQUE .......................................................................................... 86
III. Interaction entre deux courants rectilignes et parallèles ..................................................... 86
1. EXPERIENCE ............................................................................................................................. 86