Cours de Physique 4

Cours de Physique
4`eme
(programme 2012-2013)
Yves Reiser
version du 2 octobre 2012

Table des matières
I Rappels 4
1 Unités SI, multiples et sous-multiples d’unités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Le système international d’Unités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 UnitésSIdebase............................... 5
1.3 Unitésduvolume............................... 5
1.4 Multiples et sous-multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Mesures expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1 Tableauxdemesure.............................. 6
2.2 Proportionnalité ............................... 7
2.3 Erreursdemesure............................... 7
2.4 Exemple.................................... 7
3 Forces ......................................... 8
3.1 Les effets d’une force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2 Principed’inertie............................... 9
3.3 Forces de frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.4 Représentation d’une force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.5 Unité SI et instrument de mesure d’une force . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4 Masse ......................................... 10
4.1 Définition ................................... 10
4.2 Symbole, unité SI et instrument de mesure de la masse . . . . . . . . . . 10
5 Poids.......................................... 11
5.1 Définition ................................... 11
5.2 Symbole, unité SI et instrument de mesure du poids . . . . . . . . . . . . 11
5.3 Caractéristiques du poids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.4 Relation entre poids et masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.5 Abusdelangage ............................... 12
6 Massevolumique ................................... 12
6.1 Définition ................................... 12
6.2 Unités ..................................... 13
6.3 Quelques valeurs de masses volumiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7 Exercices........................................ 16
7.1 Conversion d’unités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.2 Poidsetmasse ................................ 16
7.3 Massevolumique ............................... 16
II Mécanique des liquides et des gaz 17
1 Pression ........................................ 18
1

TABLE DES MATIÈRES TABLE DES MATIÈRES
1.1 La notion de pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2 Définition ................................... 18
1.3 Unités ..................................... 18
1.4 Transmission d’une force pressante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5 Instrument de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.6 Transmission d’une pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.7 La presse hydraulique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2 La pression hydrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1 Définition ................................... 22
2.2 Mise en évidence expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3 La capsule manométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 Propriétés de la pression hydrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5 Expression de la pression hydrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.6 Le paradoxe hydrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.7 Vases communicants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3 La poussée d’Archimède . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1 Mise en évidence expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 Le principe d’Archimède . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 Corpsflottants ................................ 30
4 La pression atmosphérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.1 L’atmosphère ................................. 32
4.2 Poussée d’Archimède atmosphérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3 Expériences démontrant l’existence de la pression atmosphérique . . . . . 34
4.4 Mesure de la pression atmosphérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.5 Variation de la pression atmosphérique avec l’altitude . . . . . . . . . . . 39
4.6 Pression atm. absolue, pression atm. relative . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.7 Pression atmosphérique normale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5 Exercices........................................ 42
5.1 Pression .................................... 42
5.2 Poussée d’Archimède . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
III Electricité 44
1 Circuitsélectriques .................................. 45
1.1 Sources et récepteurs d’électricité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.2 Symboles normalisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.3 Pôles...................................... 46
1.4 Circuit électrique simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.5 Branchement en série/en parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.6 Court-circuit ................................. 50
2 Effets du courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.1 Effetcalorifique................................ 50
2.2 Effetmagnétique ............................... 52
2.3 Effetchimique................................. 53
2.4 Effetlumineux ................................ 55
3 Chargesélectriques .................................. 57
3.1 Electrisation par frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2

TABLE DES MATIÈRES TABLE DES MATIÈRES
3.2 Les deux espèces d’électricité / de charges électriques . . . . . . . . . . . 58
3.3 Un modèle de l’atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4 Interprétation de l’électrisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.5 L’électroscope................................. 62
3.6 Charges électriques dans la vie quotidienne . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4 Lecourantélectrique................................. 64
4.1 La nature du courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2 Sens conventionnel du courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.3 Intensité du courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.4 mAh / Ah : deux autres unités de la charge électrique . . . . . . . . . . . 70
5 Exercices........................................ 71
3

Chapitre I
Rappels
4