PHYSIQUE 203–NYC–05 GUIDE DE TRAVAIL AUTOMNE–09

Guide de travail 203-NYC Automne 2009 Page 1
PHYSIQUE 203–NYC–05
GUIDE DE TRAVAIL
AUTOMNE–09
Chapitre 1
LES OSCILLATIONS
1.1 L’oscillation harmonique simple
• Dans un oscillateur harmonique simple, donner la signification physique de l’amplitude
(A), de la fréquence angulaire ou pulsation ( ω ), de la fréquence (f ), de la constante de
phase ( φ ) et de la phase.
• Écrire l’équation d’une oscillation harmonique simple (équation 1.2) à partir de la
description du système oscillant.
• Donner les caractéristiques d’un oscillateur harmonique simple (bas de la page 3 et haut
de la page 4).
• Démontrer l’équation 1.5a.
• Calculer les paramètres d’un oscillateur harmonique simple.
• Donner les conditions pour obtenir un mouvement harmonique simple (M.H.S.)
 Étudier les exemples : 1.1 – 1.2
 Faire les exercices : E2 – E4
1.2 Le système bloc-ressort
• Démontrer la période d’un système bloc-ressort (équation 1.10).
• Vérifier, par une analyse dimensionnelle, que le membre de droite de l’équation 1.10
(page 6) a la dimension d’un temps.
• Calculer les paramètres du mouvement d’un système bloc-ressort.
 Étudier les exemples : 1.3 – 1.4 – 1.5
 Faire les exercices : E49 – E3 – E11 – E10 – E7
1.3 L’énergie dans un mouvement harmonique simple
• Expliquer les transformations d’énergie dans un mouvement harmonique simple.
• Être capable de retrouver l’équation de l’énergie mécanique totale d’un oscillateur
harmonique simple.
• Être capable de représenter, pour un mouvement harmonique simple, les variations
d’énergie cinétique et d’énergie potentielle en fonction de la position ou du temps.
 Étudier les exemples : 1.6 – 1.7
 Faire les exercices : E20 – E17

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1.4 Les pendules (pendules simples seulement)
• Être capable de retrouver, à partir de la deuxième loi de Newton, l’équation de la
période d’un pendule simple.
• Vérifier, par une analyse dimensionnelle, que le membre de droite de l’équation 1.15b a
la dimension d’un temps.
• Distinguer la nature des paramètres θ (paramètre physique) et φ (paramètre
mathématique).
• Distinguer la fréquence angulaire ( ω ) et la vitesse angulaire (d θ /dt).
 Étudier l’exemple : 1.9
 Faire les exercices : E27 – E30 – E31
1.5 La résonance
• Décrire qualitativement ce qu’est la résonance et donner à quelle condition elle se
produit.
 Lire le sujet connexe de la page 16 : L’effondrement du pont de Tacoma Narrows
1.6 Oscillations amorties et forcées
• Décrire qualitativement ce qu’est une oscillation amortie.
• Décrire qualitativement ce qu’est une oscillation forcée.
• Donner le lien entre la fréquence d’oscillation du système et la fréquence de la force
extérieure.
• Donner la condition pour que l’amplitude de l’oscillation forcée soit maximale.
 Répondre aux questions de révision : R2 à R9
 Répondre aux questions : Q2 – Q3 – Q6 – Q8 – Q10
 Faire les problèmes : P2 – P13
Chapitre 2
LES ONDES MÉCANIQUES
2.1 Les caractéristiques d’une onde
• Définir ce qu’est une onde.
• Donner les caractéristiques d’une onde transversale et d’une onde longitudinale.
2.2 La superposition d’ondes
• Appliquer le principe de superposition et donner les conditions pour obtenir une
interférence constructive ou destructive.

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2.3 La vitesse d’une impulsion sur une corde
• Calculer la vitesse de propagation d’une onde sur une corde tendue.
• Donner les limites de validité de l’équation 2.1.
 Étudier les exemples : 2.1 – 2.3
 Faire l’exercice : E8
2.4 La réflexion et la transmission
• Expliquer le comportement de l’onde (réflexion et transmission) sur une corde lorsque
son extrémité est : fixe, libre ou attachée à une autre corde de densité différente.
 Faire l’exercice : E45
2.5 Les ondes progressives
• Exprimer la fonction qui décrit le déplacement d’une onde.
• Reconnaître une onde progressive à partir de la combinaison des paramètres x, v et t.
 Étudier l’exemple : 2.4
 Faire l’exercice : E13
2.6 Les ondes sinusoïdales progressives
• Définir ce qu’est la pulsation (fréquence angulaire) ω , la longueur d’onde λ , le nombre
d’onde k et la constante de phase φ .
• Être capable d’écrire l’équation d’une onde progressive.
• Être capable de déterminer la vitesse d’une onde sinusoïdale.
 Étudier les exemples : 2.5 – 2.6
 Faire les exercices : E9 – E3 – E14 – E18 – E21 – E23
2.7 Les ondes stationnaires
• Définir ce qu’est une onde stationnaire et expliquer sa formation.
• Définir ce que sont un nœud et un ventre d’une onde stationnaire.
• Donner l’équation d’une onde stationnaire à partir de ses caractéristiques.
• Localiser la position des nœuds et des ventres d’une onde stationnaire.
 Faire les exercices : E26 – E32

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2.8 Les ondes stationnaires résonantes sur une corde
• Calculer la fréquence d’une onde stationnaire sur une corde tendue.
• Définir la résonance, la fréquence fondamentale et les harmoniques.
 Étudier les exemples : 2.7 – 2.8
 Faire les exercices : E28 – E29 – E30 – E34 – E35
 Répondre aux questions de révision : R1 – R3 – R5 – R6
 Répondre aux questions : Q1 – Q4 – Q8 – Q9
 Faire le problème : P17
Chapitre 3
LE SON
3.1 La nature des ondes sonores
• Expliquer ce qu’est une onde sonore.
• Calculer la vitesse d’une onde sonore dans un fluide.
 Faire les exercices : E3 – E4
3.2 Les ondes sonores stationnaires résonantes
• Expliquer le comportement d’une onde sonore dans un tuyau si l’extrémité est fermée
ou ouverte.
• Calculer les fréquences de résonance dans un tuyau fermé ou ouvert.
• Distinguer mode de vibration et harmonique.
 Étudier l’exemple : 3.2
 Faire les exercices : E12 – E13 – E19 – E15
3.3 L’effet Doppler
• Explique ce qu’est l’effet Doppler.
• Décrire les situations où il existe un effet Doppler.
• Être capable de retrouver les équations 3.5 et 3.6
• Calculer la fréquence perçue par un observateur lorsque la source et l’observateur sont
en mouvement l’un par rapport à l’autre.
 Étudier les exemples : 3.3 – 3.4
 Faire les exercices : E25 – E26 – E51

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3.4 L’interférence dans le temps; les battements
• Expliquer ce que sont les battements
• Calculer la fréquence des battements.
 Faire les exercices : E29 – E55
3.5 L’intensité du son
• Définir ce qu’est l’intensité d’une onde sonore.
• Calculer l’intensité moyenne d’une onde sonore.
• Calculer l’intensité d’une onde à différentes distances d’une source sonore ponctuelle.
• Calculer le niveau d’intensité sonore en décibels.
 Étudier les exemples : 3.5 – 3.6 – 3.7
 Faire les exercices : E36 – E32 – E34 – E35
 Répondre aux questions de révision : R1 à R15
 Répondre aux questions : Q2 – Q4 – Q9 – Q10
 Faire les problèmes : P4 – P9
Chapitre 4
RÉFLEXION ET RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE
4.1 Le spectre électromagnétique
• Décrire le spectre électromagnétique en précisant les sept régions avec leurs limites.
• Citer les lois de Maxwell qui permettent de prédire l’existence des ondes
électromagnétiques.
• Expliquer comment les ondes électromagnétiques sont produites.
4.2 L’optique géométrique
• Définir un rayon lumineux, l’optique géométrique et la diffraction.
4.3 La réflexion
• Citer la loi de la réflexion.
• Expliquer ce qu’est le principe de Huygens.
 Étudier l’exemple : 4.1
 Faire l’exercice : E1
4.4 La réfraction
• Citer la loi de la réfraction (loi de Snell-Descartes).
• Définir ce qu’est l’indice de réfraction.
 Étudier les exemples : 4.2 – 4.3 – 4.4
 Faire les exercices : E6 – E9