Table des matières
序i
前言iii
Avant-propos v
Première partie Cours 1
Chapitre 1 Introduction au cours de physique 3
1.1 Déroulementdel’année3
1.1.1 Programme 3
1.1.2 Méthodedetravail 3
1.2 Analysedimensionnelle5
1.2.1 Lamesure5
1.2.2 Lesdimensionsdebase5
1.2.3 Dimensiond’unegrandeursecondaire 5
1.2.4 Vérification de l’homogénéité d’une relation 6
1.3 LesystèmeSI 7
1.4 Lemondephysique 9
1.5 Laphysiqueàl’IFCEN 11
1.6 Lesoutilsmathématiques 12
1.6.1 Rappelssurlesdérivées12
1.6.2 Différentielle d’une fonction scalaire d’une seule variable 14
1.6.3 Signification géométrique et intérêt physique 15
Chapitre 2 Cinématique 18
2.1 Repéragedansletempsetdansl’espace 19
2.1.1 Définitions 19
2.1.2 RepèreetRéférentiel20
2.1.3 Notiondepointmatériel 21
2.1.4 Systèmedecoordonnées 21
2.2 Vitesseetaccélération 25
2.2.1 Trajectoire25
2.3 Exemplesdemouvement 29
2.3.1 Mouvementrectiligne 29
2.3.2 Mouvementàaccélérationconstante 29
2.3.3 Mouvementrectilignesinuso.dal31
Mécanique du point
2.3.4 Mouvementcirculaire 31
2.3.5 Mouvementcyclo.dal 33
Chapitre A Cinématique 35
A.1 Unpeudefran.ais 35
Chapitre 3 Dynamique du point en référentiel galiléen 36
3.1 Lesforces 36
3.1.1 Définition36
3.1.2 Interactionélectromagnétique37
3.1.3 Interactiongravitationnelle38
3.1.4 Forcesdecontact38
3.2 LesloisdeNewton 43
3.2.1 Principed’inertie44
3.2.2 Principefondamentaldeladynamique 46
3.2.3 Troisième loi de Newton : principe des actions réciproques 47
3.2.4 Commentaires 47
3.3 étudededifférentsmouvements 48
3.3.1 Méthode 48
3.3.2 Mouvement dans le champ de pesanteur sans résistance de l’air 48
3.3.3 Mouvementavecrésistancedel’air 51
3.3.4 Mouvement d’une masse accrochée à un ressort 54
3.3.5 Lependulesimple 56
Chapitre B Dynamique du point en référentiel non galiléen 60
B.1 Unpeudefran.ais 60
B.2 Histoiredelamécanique60
B.2.1 .LesMéchaniques.audébutdu17èmesiècle 61
B.2.2 DeGaliléeàNewton62
B.2.3 L’avènementdelamécaniqueclassique 63
B.2.4 Larelativité 65
Chapitre 4 Aspects énergétiques en mécanique du point 67
4.1 Théorèmedel’énergiecinétique 67
4.1.1 Travaild’uneforce 67
4.1.2 Puissanced’uneforce 69
4.1.3 Théorèmedel’énergiecinétique 70
4.1.4 Exemplesdecalculdetravaux71
4.2 énergie potentielle-Théorème de l’énergie mécanique 73
4.2.1 Définition73
4.2.2 Exemplesd’énergiepotentielle77
4.2.3 Théorèmedel’énergiemécanique79
4.3 étude des systèmes conservatifs à un degré de liberté 80
4.3.1 Lependulesimple 80
Table des matières
4.3.2 étudedespositionsd’équilibre83
4.3.3 Mouvementauvoisinagedel’équilibre 85
Chapitre 5 Oscillateurs mécaniques en régime libre 87
5.1 Oscillateurharmonique87
5.1.1 Définition87
5.1.2 étudedumouvement 88
5.1.3 Portraitdephase90
5.2 Oscillateuramortiàunedimension 93
5.2.1 équationdifférentielledumouvement 94
5.2.2 Portraitdephase97
Chapitre C Oscillateurs mécaniques en régime libre 99
C.1 Webographie 99
Chapitre 6 Moment cinétique-force centrale conservative 100
6.1 Momentd’uneforce100
6.1.1 Parrapportàunpoint 100
6.1.2 Parrapportàunaxe102
6.2 Momentcinétique103
6.2.1 Parrapportàunpoint 103
6.3 Théorèmedumomentcinétique 104
6.3.1 Enunpointfixe 104
6.3.2 Parrapportàunaxefixe105
6.3.3 Application:lependulesimple 105
6.4 Forcecentraleconservative106
6.4.1 Définition106
6.4.2 Différentsexemples106
6.5 étude d’un mouvement à force centrale conservative 109
6.5.1 Positionduproblème 109
6.5.2 Constantesdumouvement110
6.5.3 Casparticulierdumouvementcirculaire 113
6.5.4 Discussion qualitative de la nature du mouvement 114
Chapitre D Moment cinétique-force centrale conservative 117
D.1 Histoire117
D.2 Coniques 118
D.2.1 Définitionsgéométriques 118
D.2.2 équationencoordonnéespolaires 119
Chapitre 7 Changement de référentiel 122
7.1 Compositiondesvitesses122
7.1.1 Définitionsetnotations122
7.1.2 Dérivationtemporelled’unvecteur 124
Mécanique du point
7.1.3 Loidecompositiondesvitesses 125
7.2 Compositiondesaccélérations125
7.2.1 Loidecompositiondesaccélérations 125
7.2.2 Casparticuliers 126
Chapitre 8 Dynamique en référentiel non galiléen 129
8.1 Forcesd’inertie 129
8.1.1 Forces d’inertie, principe fondamental de la dynamique 130
8.1.2 Cas où Rng est en translation par rapport à Rg 131
8.1.3 Cas où Rng est en rotation uniforme par rapport à Rg 132
8.2 Théorèmesgénérauxdemécanique 134
8.2.1 Théorèmedumomentcinétique 134
8.2.2 Théorèmesénergétiques 134
8.3 Tableaurésumé 135
Chapitre 9 Caractère galiléen approché des référentiels usuels 136
9.1 Rappels136
9.2 Statiquedansleréférentielterrestre 138
9.3 Dynamiquedansleréférentielterrestre 140
9.3.1 ForcedeCoriolis140
9.3.2 Météorologie142
9.3.3 Déviationversl’Est 145
9.3.4 PenduledeFoucault146
Chapitre E Caractère galiléen approché des référentiels usuels 148
E.1 Histoire148
E.2 Webographie 148
Première partie Exercices 151
Chapitre 1 Analyse dimensionnelle 153
Chapitre 2 Cinématique 159
Chapitre 3 Dynamique en référentiel galiléen 168
Chapitre 4 Aspects énergétiques en mécanique du points 178
Chapitre 5 Oscillateurs mécaniques en régime libre 187
Chapitre 6 Moment cinétique-force centrale conservative 191
Chapitre 7 Changement de référentiel 196
Chapitre 8 Denamique en référentiel non galiléen 200