Semaine 12 : du 12 au 16 décembre - Sciences Physiques

P ROGRAMME DE KHÔLLES
Semaine 12 : du 12 au 16 décembre
Sciences Physiques - ISEP P1A 2016/2017
Même si les chapitre M1 et M2 n’apparaissent pas dans ce programme de révision, il va de soi
que les exercices portant sur le chapitre M3 nécessiterons que les chapitres M1 et M2 soient
maîtrisés ...
M3 : Approche énergétique
Suggestion de questions de cours
Définir la puissance et le travail élémentaire d’une force. Quand est-ce qu’une force est motrice ?
résistante ? ne travaille pas ?
Définir le travail d’une force s’appliquant à un point M se déplaçant entre un point A et un point B
sur un chemin donné.
Dans le cas du point matériel, démontrer le théorème de la puissance cinétique. En déduire le
théorème de l’énergie cinétique.
Application du théorème de l’énergie cinétique pour une chute libre verticale (vitesse finale pour
une chute depuis une hauteur h ; altitude maximale pour une vitesse initiale donnée, ...)
Dans le cas d’un système de points matériels, comment définit-on l’énergie cinétique du système ?
En déduire l’expression du théorème de la puissance cinétique en distinguant la somme des puissance
des forces extérieures Pext et la somme des puissances des forces intérieures Pint .
En déduire l’expression du théorème de l’énergie cinétique pour le système de points.
Établir que pour calculer le travail total du poids sur un système de points, on peut assimiler celui-ci
à un point matériel de masse mtot et confondu avec son centre de masse G.
Dans le cas d’un solide en translation, expliquer comment se simplifie l’expression du théorème de
la puissance cinétique et de l’énergie cinétique.
Définir une force conservative (ou dérivant d’un potentiel) et l’énergie potentielle associée (faire le
lien entre l’énergie potentielle et la puissance de cette force, de même faire le lien entre l’énergie
potentielle et le travail de cette force).
Pourquoi une énergie potentielle est-elle définie à une constante près ?
Dans le cas d’un problème à une seule dimension x, établir le lien entre la composante F (x) de la
→ et dEp . En déduire que l’action d’une force conservative tend à déplacer le système
force suivant −
u
x
dx
mécanique de sorte à diminuer l’énergie potentielle correspondante. Généraliser à 3D.
Établir l’expression de l’énergie potentielle de pesanteur.
Établir l’expression de l’énergie potentielle élastique liée à la force de rappel élastique d’un ressort.
Définir l’énergie mécanique d’un système mécanique. Exprimer le théorème de l’énergie mécanique.
À quelle condition l’énergie mécanique est-elle conservée ?
Définir la notion de "degré de liberté".
Expliquer en quoi, pour un système mécanique à un degré de liberté et pour une énergie mécanique
initiale donnée, la trajectoire du mouvement est bornée. Illustrer dans le cas d’un puits de potentiel
et d’une barrière de potentiel.
À partir du profil graphique de l’énergie potentielle en fonction du degré de liberté, décrire le
mouvement d’un système mécanique à un degré liberté dans un puits de potentiel. Quelle est
l’énergie mécanique minimale permettant de "franchir" la barrière ?
À partir du profil graphique de l’énergie potentielle, comment situe-t-on les points de l’espace où la
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N.Gaudouen
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vitesse s’annule ?
À partir du profil graphique de l’énergie potentielle, comment peut-on interpréter l’influence des
frottements ? (Expliquer dans le cas d’un puits de potentiel.)
Pour un système à un degré de liberté x, comment détermine-t-on une position d’équilibre xe à partir
de la connaissance de l’énergie potentielle totale Ep (x) ? Quelle en est l’interprétation graphique
dans l’allure de Ep (x) ?
Comment détermine-t-on le caractère stable ou instable d’une position d’équilibre ? Expliquez.
Qu’appelle-t-on intégrale première du mouvement ? Traitez l’exemple de l’oscillateur masse+ressort
horizontal et retrouvez l’équation différentielle du mouvement.
EC1 : Notions élémentaires d’électrocinétique
Lundi 12/12 : questions de cours et applications directes de cours uniquement
Suggestion de questions de cours
Définir le potentiel électrique. Qu’est-ce qu’une tension ?
Qu’est-ce qu’un courant électrique ? Définir l’intensité d’un courant.
Qu’est-ce que l’ARQS ? À quelle condition sur la fréquence des signaux l’ARQS sera-t-elle validée
en TP (condition à établir) ?
Qu’est-ce qu’une association de dipôles en série ? en parallèle ?
Énoncer la loi des nœuds. Expliquer en quoi cette loi est valable dans l’ARQS.
Énoncer la loi des mailles. À établir avec la loi d’additivité des tensions.
Définir convention récepteur et générateur.
Quelle est la caractéristique d’un résistor ? d’une source idéale de tension ? de courant ? d’une
alimentation stabilisée ? d’une diode ?
Comment peut-on déterminer graphiquement le point de fonctionnement d’un circuit constitué de
deux dipôles ? Exemple d’une pile alimentant une résistance. Déterminer le point de fonctionnement
par le calcul.
À partir de jeudi 15/12 uniquement :
Définir la puissance reçue d’un dipôle. À l’aide d’un bilan d’énergie en convention récepteur,
exprimer la puissance reçue d’un dipôle en fonction de la tension à ses bornes et de l’intensité le
traversant.
Quel est le lien entre puissance reçue et puissance cédée ?
Comment s’exprime la puissance cédée en convention récepteur ? en convention générateur ?
Quand est-ce qu’un dipôle a un fonctionnement récepteur ? générateur ?
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N.Gaudouen