la physique de base table des matieres
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LA PHYSIQUE DE BASE CLAUDE JEANPERRIN TABLE DES MATIERES AVANT-PROPOS 5 GENERALITES 9 I- LOIS ET FORMULES EN SCIENCES PHYSIQUES 10 II- NOTION DE CHIFFRE SIGNIFICATIF; CALCULS PHYSIQUES 10 ABCDE- Limite de la connaissance d'une grondeur mesurée Ecriture d'un résultat de mesure; chiffres significatifs Calculs utilisant des résultats de mesures Différence entre calcul arithmétique et calcul physique Règles pratiques d'écriture d'un résultat de calcul physique a) méthode de base b) utilisation des multiples de l'unité et des puissances de 10 Quelques nuances Calculette ou pas calculette? 10 12 13 15 16 16 18 18 19 NOTION DE DIMENSION PHYSIQUE; HOMOGENEITE DES FORMULES: UNITES 20 A- Dimension physique a) exemple b) généralisation Homogénéité des relations en physique Quelques (bons) conseils Cos particulier à ne pas oublier: les grondeurs sons dimension Grondeurs mesurables et grondeurs repérables. Unités a) notion de grandeur mesurable b) notion d'unité c) différence entre dimension et unité d) choix d'un système d'unités ; unités dérivées ; multiples et sous- multiples 20 20 22 23 24 25 25 25 25 27 27 e) grandeurs repérables 28 f) cas des grandeurs sans dimension 30 FGIII - BCDE- OPTIQUE GEOMETRIQUE 37 I- DEFINITION DE L'OPTIQUE GEOMETRIQUE 37 Il - SOURCES ET RECEPTEURS 37 AB- 37 39 III- IV - Sources de lumière Récepteurs de lumière NOTION EXPERIMENTALE DE RAYON LUMINEUX; LIMITES DE CETTE NOTION 40 ABC- 40 41 43 Ombre d'un objet Expérience de la chambre noire Vitesse de la lumière ETUDE DU MIROIR PLAN 45 ABCDE- 45 45 47 47 48 Définitions Expérience Interprétation de l'expérience Construction de l'image d'un objet dans un miroir Lois de Descartes pour la réflexion V- IMAGES REELLES; IMAGES VIRTUELLES 50 VI- STIGMATISME, STIGMATISME APPROCHE 51 VII - REFRACTION DE LA LUMIERE 51 AB- 51 52 52 52 54 55 56 VIII - X- Expérience Etude de la réfraction. Lois de Descartes a) notion de dioptre b) dispositif expérimental c) résultats expérimentaux ; lois de Descartes d) interprétation physique de l'indice de réfraction e) indices de réfraction absolus et relatifs ANALYSE DE LA LUMIERE (Etude sommaire) 57 ABC- 57 58 59 Expérience Interprétation Lumière visible et autres radiations ETUDE DES LENTILLES SPHERIQUES MINCES 59 ABCD- 59 61 62 67 68 69 70 72 72 74 76 76 78 79 E- FG- Généralités Conditions de Gauss Etude expérimentale des lentilles convergentes Construction géométrique d'une image donnée par une lentille convergente a) la source est entre /'infini et le plan focal objet b) la source est entre le plan focal objet et la lentille c) la source est située après la lentille Etude quantitative des lentilles convergentes a) la source est entre l'infini et le plan focal objet b) la source est entre le plan focal objet et la lentille c) la source est située après la lentille d) cas général; conventions de signe Association de deux lentilles A propos des lentilles divergentes EXERCICES 82 PROPRIETES DE LA MATIERE 109 I- LES ETATS DE LA MATIERE 100 II- MASSE. MASSE VOLUMIQUE. DENSITE 100 ABC- 100 113 113 III - Notion de masse Masse volumique Densité d'un corps NOTION DE TEMPERATURE; THERMOMETRIE 114 AB- 114 114 Chaud-froid" et température Utilisation du phénomène de dilatation BCDEFGIV - Utilisation du phénomène de dilatation Recherche de points fixes en température Définition d'une échelle des températures Les thermomètres sont-ils d'accord entre eux? La température est-elle une grandeur mesurable ? Echelle absolue des températures NOTION DE QUANTITE DE CHALEUR; CHALEUR MASSIQUE ET CAPACITE CALORIFIQUE 118 AB- 118 119 Quantité de chaleur Chaleur massique d'un corps V -CHALEURS LATENTES DE CHANGEMENT D'ETAT ABCD- Expérience Interprétation Chaleur latente de fusion de la glace Chaleur latente de vaporisation VI- ETUDE DE LA DILATATION DES SOLIDES ET DES LIQUIDES ABCDEVII - 114 115 116 117 117 118 Expériences Coefficient de dilatation linéaire Coefficient de dilatation volumique Dilatation d'une cavité Conséquence: dilatation apparente d'un liquide 122 122 122 123 123 123 123 124 124 126 128 ETUDE DE LA "DILATATION" DES GAZ 129 ABC- 130 131 136 Notion de pression Lois des gaz parfaits Cas d'un mélange de gaz EXERCICES 133 MECANIQUE 147 I- LES DIFFERENTS ASPECTS DE LA MECANIQUE 147 Il - QUELQUES RAPPELS DE CINEMATIQUE 147 AB- 147 149 150 151 154 III- ETUDE DE STATIQUE; EQUILIBRE DE TRANSLATION ET DE ROTATION 154 ABCD- 154 155 155 158 158 159 160 160 163 163 163 165 165 EF- IV - V- Position d'un point dans l'espace Vitesse d'un point par rapport à un référentiel; notion de temps a) vitesse moyenne d'un mobile entre deux instants b) vitesse instantanée d'un mobile c) accélération d'un mobile Caractère relatif d'un état d'équilibre Condition d'équilibre d'un objet ponctuel Mesure des forces Cas d'un objet non ponctuel; centre de gravité a) détermination expérimentale du centre de gravité b) condition d'équilibre du centre de gravité Equilibre de rotation autour d'un axe; notion de moment de force a) le levier b) la balance Quelques compléments sur les forces a) types de forces pouvant s'exercer sur les points matériels b) principe de l'égalité de l'action et de la réaction (ou principe des actions mutuelles) c) forces extérieures et intérieures à un système ETUDE DYNAMIQUE D'UN POINT MATERIEL; PRINCIPE FONDAMENTAL DE LA DYNAMIQUE 166 ABC- 166 167 168 Principe d'inertie Repères galiléens Principe fondamental de la dynamique TRAVAIL D'UNE FORCE; ENERGIE MECANIQUE 169 AB- 169 172 Notion de travail d'une force Energie cinétique BCDE- Energie cinétique Une autre forme d'énergie mécanique: l'énergie potentielle élastique Généralisation de la notion d'énergie potentielle au cas de la gravitation a) analyse détaillée du cas précédent Puissance EXERCICES 172 173 173 173 178 179 ELECTRICITE 199 I -LE COURANT CONTINU 199 ABCD- EFGHI- II - Nature du courant continu Conducteurs et isolants Analogie hydraulique: différence de potentiel, intensité de courant, résistance électrique Mesure des grandeurs électriques. Loi d'Ohm a) mesure d'une différence de potentiel b) mesure d'une intensité de courant c) résistance électrique; loi d'Ohm; résistivité Montages en série a) montage des résistances en série b) montage de générateurs en série Montages en parallèle a) résistances en parallèle b) générateurs en parallèle Force électromotrice d'un générateur Résistance interne d'un ampèremètre et d'un voltmètre Energie électrique; loi de Joule a) loi de Joule b) puissance fournie par un générateur 199 201 201 203 203 204 204 208 208 209 209 209 210 210 212 213 273 274 LE COURANT ALTERNATIF 215 ABCDEF- Principe de production Forme de la tension alternative du .“secteur”. Montage d'une résistance aux bornes d'un générateur alternatif. Valeurs Efficaces Condensateur électrique; notion d'impédance; construction de Fresnel Auto-inductance (self) ; circuit RL Circuit "RLC série" ; résonance 215 216 218 220 223 225 COMPLEMENT SUR LES CONVENTIONS DE SIGNE ET LEUR UTILISATION PRATIQUE. LOIS DE KIRCHHOFF 227 I- SIGNES DES DIFFERENCES DE POTENTIEL 227 AB- 227 228 Cas d'un générateur de f.e.m. e Cas d'un récepteur Il - SIGNES DES COURANTS 229 III - LOIS DE KIRCHHOFF 231 AB- 232 232 Loi des nœuds Loi des mailles EXERCICES PRECIS DE MATHEMATIQUES UTILITAIRES I- II- 234 253 AVERTISSEMENT CONTENU DU PRECIS 253 254 QUELQUES REGLES DE CALCUL 254 ABC- 254 254 255 Identités remarquables Usage de certaines puissances (exposants) Approximations MESURES D'ANGLES; TRIGONOMETRIE 256 A- 256 256 256 258 B- Mesures d'angles a) notion d'angle b) mesure d'angle Les fonctions (ou lignes) trigonométriques B- III- IV - TOP Les fonctions (ou lignes) trigonométriques a) cas des angles du triangle rectangle b) généralisation: le cercle trigonométrique c) allure des fonctions trigonométriques d) quelques relations entre fonctions trigonométriques 258 258 260 262 264 ETUDE DES FONCTIONS SCALAIRES 265 ABCD- 265 265 268 269 Notion de fonction scalaire Dérivée d'une fonction Primitives d'une fonction Accroissements et différentielles ETUDE DES VECTEURS 271 ABCDEFGH- 271 272 273 274 274 275 277 278 Notion de vecteur géométrique Notion de vecteur physique Egalité (ou équipollence) de deux vecteurs Multiplication d'un vecteur par un scalaire Addition de deux vecteurs Produit scalaire de deux vecteurs Produit vectoriel de deux vecteurs Règles de dérivation des expressions vectorielles
