Catégorie : PC

Programme de colles de la semaine 23 du 15/03 au 19/03

– Induction électromagnétique : révisions de première année (exercices)

– Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (cours et exercices) → EM4_plan

– Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (cours, et exercices)→ Od1_plan

– Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (cours, et seulement sur les questions ci-dessous) → Od2_plan

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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• EM4 : Écrire les équations de Maxwell et démontrer les formes intégrales.
• EM4 : Aspect énergétique : établir l’équation locale de Poynting en faisant apparaître le vecteur de Poynting et la densité volumique d’énergie électromagnétique. Donner une interprétation du vecteur de Poynting.
• EM4 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide et interpréter la signification de c.
• EM4 : Par une analyse en ODG, déterminer comment se simplifie l’équation de Maxwell-Ampère dans l’ARQS « magnétique ».
• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer)
• Od1 : Citer l’équation de d’Alembert. Donner l’expression de la célérité en fonction des paramètres de « raideur » et « d’inertie » du milieu. Donner la forme des solutions à privilégier en milieu illimité ou limité.
• Od2 : Établir l’équation de propagation de la surpression en linéarisant puis combinant les 3 équations locales (hypothèses et approximations à citer)
• Od2 : Définir l’impédance acoustique par analogie avec l’électrocinétique. Donner son unité. BONUS : établir l’expression de l’impédance acoustique pour une OPPH.
• Od2 : Donner les définitions et les unités des grandeurs suivantes : vecteur densité de flux de puissance acoustique (vecteur de « Poynting » acoustique) ; intensité acoustique ; niveau sonore.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre Od1, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 à 6

– pour la semaine prochaine : Od1 ex 7 et Od2 ex 2

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson (2/2)

Cours

Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (→ fin)

Ondes 2 : Ondes acoustiques dans le fluides (→ III.5)

Pour compléter le cours :

– visualisation de la superposition de deux ondes progressives donnant une onde stationnaire :

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/ondes_stationnaires/stationnaires.php

– sur les séismes (et pour avancer dans le problème 2 du chapitre Od1), vidéo de la chaîne Youtube Numberphile :

– bases du cours d’acoustique dans les fluides :

– votre oreille est une merveille de la nature…

Travail à faire

Pour mercredi : cf mail vacances

Pour jeudi : Od1 ex 4 et 5

Pour vendredi : Od1 ex 6

Travaux dirigés

TD Od1

Programme de colles de la semaine 22 du 08/03 au 12/03

– Induction électromagnétique : révisions de première année (exercices)

– Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (cours et exercices) → EM3_plan

– Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (cours et exercices) → EM4_plan

– Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (cours, et seulement sur les questions ci-dessous)→ Od1_plan

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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions de courant « classiques » suivantes : fil, câble.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé à l’intérieur d’un solénoïde long en négligeant les effets de bord (en admettant que le champ extérieur soit nul). Établir ensuite les expressions de l’inductance propre et de l’énergie de la bobine ainsi modélisée.
• EM3 : En utilisant un modèle planétaire, établir le lien entre moment magnétique et moment cinétique de l’atome d’hydrogène.
• EM3 : Établir l’expression en ODG (sans le facteur 1/2) du magnéton de Bohr par analyse dimensionnelle. On pourra si besoin donner l’expression à retrouver.
• EM4 : Écrire les équations de Maxwell et démontrer les formes intégrales.
• EM4 : Aspect énergétique : établir l’équation locale de Poynting en faisant apparaître le vecteur de Poynting et la densité volumique d’énergie électromagnétique. Donner une interprétation du vecteur de Poynting.
• EM4 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide et interpréter la signification de c.
• EM4 : Par une analyse en ODG, déterminer comment se simplifie l’équation de Maxwell-Ampère dans l’ARQS « magnétique ».
• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer)

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM4, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 4

– travail pour les révisions sur l’induction : relire fiches et cours de première année ; faire le DM et par exemple les exercices 6 et 7 du TD EM4

Travaux pratiques

Pas de TP de physique cette semaine

Cours

Électromagnétisme 4 : Magnétostatique (→ fin)

Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (→ IV.1)

Pour compléter le cours :

– Simulation des ondes transversales sur une corde :

https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_fr.html

– très bonne vidéo de David Louapre (« science étonnante ») sur la structure interne de la Terre (durée 15 min ; séismes à partir de 11 min, à regarder !)

Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours :

Travail à faire

Pour mercredi : AD sur le spin ; EM3 ex7

Pour jeudi : EM3 ex 5

Pour vendredi :

Travaux dirigés

TD EM4

ATTENTION : pas de colles la semaine 21 du 15/02 au 19/02

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Les questions de cours qui sont tout de même à travailler :

• EM2 / EM3 : Citer les équations postulats de l’électrostatique et de la magnétostatique (forme locale et intégrale).
• EM2 / EM3 : Analyser une carte de champ fournie.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule / sphère / cylindre plein uniformément chargé.
• EM2 : Établir l’expression du potentiel dans tout l’espace associé à un dipôle électrostatique.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions de courant « classiques » suivantes : fil, câble.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé à l’intérieur d’un solénoïde long en négligeant les effets de bord (en admettant que le champ extérieur soit nul). Établir ensuite les expressions de l’inductance propre et de l’énergie de la bobine ainsi modélisée.
• EM3 : En utilisant un modèle planétaire, établir le lien entre moment magnétique et moment cinétique de l’atome d’hydrogène.
• EM3 : Établir l’expression en ODG (sans le facteur 1/2) du magnéton de Bohr par analyse dimensionnelle. On pourra si besoin donner l’expression à retrouver.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM3, les exercices à savoir faire pour cette semaine sans colles sont : ex 1 (questions 1 et 2), ex 2, 3, 4

– pour mercredi : lire et répondre aux questions de l’activité documentaire ; EM3 ex 7

Travaux pratiques

TP Michelson 1/2

Cours

Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (→ fin)

Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (→ III)

Pour compléter le cours :

– expériences de supraconductivité avec Julien Bobroff (14 min, A REGARDER ABSOLUMENT 😀 ) :

https://www.youtube.com/watch?v=QoPElDvLZjA

– à l’intérieur d’un réacteur de fusion thermonucléaire :

https://www.youtube.com/watch?v=IhHsOwLdCu4

– Aperçu du projet ITER :

https://www.iter.org/fr/proj/inafewlines

Travail à faire

Pour mercredi :

Pour jeudi : EM3 ex 2 et 3

Pour vendredi : EM3 ex 4 et 8

Travaux dirigés

TD EM3

Programme de colles de la semaine 20 du 08/03 au 12/03

– Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (exercices)→ EM1_plan

– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan

– Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (seulement deux questions de cours possibles, voir ci-dessous) → EM3_plan

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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• EM2 / EM3 : Citer les équations postulats de l’électrostatique et de la magnétostatique (forme locale et intégrale).
• EM2 / EM3 : Analyser une carte de champ fournie.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule ou sphère / cylindre plein ou creux uniformément chargés.
• EM2 : Faire l’analogie avec le champ gravitationnel, et déterminer le champ gravitationnel créé par un astre sphérique plein, en tout point de l’espace
• EM2 : Établir l’expression du potentiel dans tout l’espace associé à un dipôle électrostatique.
• EM2 : Déterminer la polarisabilité d’un atome en utilisant le modèle de Thomson

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A l’attention des étudiants :

– pour mercredi 10/02 :

Travaux pratiques

Pas de TP de physique cette semaine

Cours

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ fin)

Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (→ III.1)

Travail à faire

Pour mercredi : EM2 finir ex 3 et 8

Pour jeudi : EM2 suite ex 1 et 2

Pour vendredi :

Travaux dirigés

TD EM2 suite

Programme de colles de la semaine 19 du 01/02 au 05/02

– Optique 5 : Notions sur la diffraction (exercices) → O5_plan

– Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (cours et exercices)→ EM1_plan

– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (cours et exercices, MAIS uniquement sur les paragraphes I à IV inclus) → EM2_plan

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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• EM1 – Établir l’équation de conservation de la charge (à 1D, en géométrie cartésienne)
• EM1 – Modèle de Drude : citer les hypothèses et démontrer, à partir du modèle, la loi d’Ohm locale. Donner un critère de validité du modèle : 1/ en régime variable et 2/ en présence d’un champ magnétique
  
• EM2 : Citer les équations postulats de l’électrostatique (forme locale et intégrale)
• EM2 : Analyser une carte de champ fournie
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule / sphère / cylindre plein uniformément chargé

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM2, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 (questions 1 à 6), 4, 6 et 8

– pour mercredi 3/02 : EM2 finir ex 6, faire ex 3 et 8 en s’aidant de la correction

Travaux pratiques

TP Fentes d’Young et réseaux

Cours

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ V)

Travail à faire

Pour mercredi : EM1 effet Hall

Pour jeudi : EM1 ex 6

Pour vendredi : EM2 questions du doc 3

Travaux dirigés

TD EM2