Physique Générale pour MPI

Présentation

Responsable UE: Alexandre Lebon

Partie Conférences (6H CM)

Conférences courtes (1H) dans différents domaines de la physique. La liste est à définir mais les thèmes pourront recouvrir : enjeux de la physique (nanotechnologies, énergie, terre/ atmosphère/océans, astrophysique et cosmologie), physique moderne (physique quantique et relativité, physique des particules), la matière : un champ d’investigation de la physique.

 

Partie Mesure et incertitudes (6H CM, 14H TD)

I. Introduction

Qu’est-ce que « la mesure » ?

Vocabulaire et normalisation : les différentes sources d’incertitudes : systématiques et aléatoires.

II. Unités, étalons, système international, équations aux dimensions

III. Incertitudes aléatoires :

Évaluation des incertitudes aléatoires, rappels des outils statistiques.

Quelques rappels sur les probabilités - loi de Gauss.

Synthèse : comment estimer l'incertitude aléatoire?.

IV. Incertitudes systématiques - Propagation des incertitudes : Différentielles :

Comment évaluer les incertitudes systématiques ?

Composition des incertitudes (systématiques et aléatoires)

Propagation des incertitudes, les différentielles.

Règles d'écriture du résultat final

Synthèse : comment estimer, composer et propager des incertitudes dans le cas général ?

V. Régression linéaire.

 

Partie Mécanique 1 (12H CM, 14H TD)

Le cours de Mécanique Classique du semestre 1 est une introduction aux lois de Newton et leurs applications pour répondre aux questions : Comment déterminer la trajectoire de corps en mouvement lorsque des forces constantes sont appliquées? On introduit les différents types de forces. On présente aussi les notions de travail et le théorème de l’énergie cinétique. La mise en situation est concrète au travers d’exemples de la vie quotidienne.

1. Introduction aux vecteurs (addition, produit scalaire et projection)

2. Cinématique : déplacement, vitesse et accélération. Représentation cartésienne, polaire et liée à la trajectoire (repère de Frenet). Mouvement circulaire. Mouvements relatifs (lois de composition des vitesses).

3. Référentiel inertiel. La 2eme loi de Newton. Le cas des forces constantes (poids, tension d’un fil, réactions avec et sans frottement). Savoir intégrer pour obtenir la vitesse puis la position d’un corps en mouvement. Le cas de la chute libre en 2 dimensions.

4. Travail d’une force. Energie potentielle. Théorème de l’énergie cinétique.

 

TP (8H : 4x2H)

TP1 : Mesure et incertitudes

TP2 : Mouvements rectiligne uniforme et parabolique

TP3 : Mouvement rectiligne uniformément accéléré et mouvement sur un plan incliné

TP4 : Frottement solide en dynamique

Pré-requis nécessaires

dérivation, intégration, statistiques, probabilités, vecteurs

Compétences visées

Appréhender les limites d’un modèle en physique, quantifier les incertitudes de mesure, être capable d’avoir un regard critique sur un protocole expérimental.

 

Etre capable d’utiliser les notions de mécanique du point dans des situations concrètes de la vie quotidienne pour 1/ décrire le mouvement d’un seul corps (position, vitesse, accélération) 2/ calculer ce mouvement si la force est connue et vice versa 3/ identifier les formes d’énergie en jeu.