Catégorie : Physique PC 2020-2021

Programme du DS du 07/11 + suggestions de travail pour ces vacances

Programme du DS : chapitres M3, T1, T2, T3 et statique des fluides (révisions de PCSI)

Suggestions de travail à effectuer (remarque : vous ne pourrez pas tout faire, ciblez vos besoins prioritaires, puis planifiez votre travail) :

– Reprendre les cours : revoir les points non compris / difficiles ; relire ses fiches / rédiger les fiches manquantes.

– Refaire quelques exercices ciblés pour les chapitres qui posent problème en priorité. Aborder éventuellement des exercices un peu plus difficiles ou des résolutions de problème en autonomie, en s’aidant de la correction.

– reprendre les devoirs surveillés : refaire les questions non réussies et faire les questions non abordées.

– en prévision de la suite du cours de 2ème année, réviser les parties suivantes du programme de 1ère année : statique des fluides (en priorité, voir exercices d’entraînement dans le cahier de texte de la semaine 7) et optique (seulement si le temps vous le permet).

– faire le DM de physique (à rendre le mardi 3/11) : « normal » commun à tout le monde ; « difficile » (facultatif) en plus du normal.

– faire le DM de physique modélisation (à rendre le vendredi 6/11) : 3/2 → ne rédiger uniquement que la partie II jusqu’à la question II.B.2.i incluse ; 5/2 volontaires → rédiger le maximum du sujet.

Semaine 7 : du 12/10 au 16/10

Programme de colles de la semaine 8 du 02/11 au 06/11

Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (cours et exercices) → T2_plan

Thermodynamique 3 : Diffusion thermique (cours et exercices) → T3_plan

Thermodynamique 4 : Rayonnement thermique (chapitre non terminé, une seule question de cours possible, voir ci-dessous) → T4_plan

Statique des fluides : révisions de PCSI (cours et exercices)

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A l’attention des interrogateurs : attention, pour T2 et T3, nous n’avons pas encore corrigé d’exercices en géométrie cylindrique ou sphérique. Vous pouvez en donner, mais en guidant les étudiant(e)s et en étant indulgent 🙂 // suggestions de questions de cours :

  • T2 : Établir l’équation de diffusion de particules à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
  • T2 : Écrire l’équation de diffusion de particules (1D, géométrie cartésienne, sans terme source) et l’analyser en ODG pour relier les échelles caractéristiques spatiales et temporelles. AN.
  • T3 : Établir l’équation de diffusion thermique à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
  • T4 : Donner la définition d’un corps noir et faire une application numérique sur la loi de Stéfan ou Wien (la loi étant fournie).
  • SF : Exprimer l’évolution de la pression avec l’altitude P=P(z) dans le cas du modèle de l’atmosphère isotherme.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre T3, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 4.

– pour les révisions de statique des fluides vous pouvez vous entraîner sur des exercices / problèmes de la fiche suivante : MF0_ex (correction : MF0_ex_cor et MF0_pb2_cor)

– Pour mercredi 04/11 : T3 ex 5 et 6

Travaux pratiques

Pas de TP de physique cette semaine

Cours

Thermodynamique 3 :Diffusion thermique (→ fin)

Thermodynamique 4 : Rayonnement thermique (→ I.)

Pour compléter le chapitre :

– Rapport spécial du GIEC d’octobre 2018 : résumé à l’attention des décideurs politiques : sr15_spm_final

– Rapport spécial du GIEC de septembre 2019 (océan et cryosphère) : résumé à l’attention des décideurs politiques : ici

– vidéo de la chaîne Science étonnante (David Louapre) sur le réchauffement climatique (2015, 17 min) :

– si vous avez le temps, consultez les écrits / conférences vidéo très instructifs(ives) de Jean-Marc Jancovici (enseignant à Mines-Paritech, ingénieur consultant en énergie / climat) notamment sur les liens énergie / climat / économie :

https://jancovici.com/

 

Travail à faire

Pour mercredi : T2 ex 5 et 6

Pour jeudi : T3 : T2 ex 7

Pour vendredi : T3 ex 1, 2 et 3

Travaux dirigés

TD T3

Semaine 6 : du 05/10 au 09/10

Programme de colles de la semaine 7 du 12/10 au 16/10

– Thermodynamique 0 : révisions de tout le programme de 1ère année (exercices)

Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire (cours et exercices) → T1_plan

Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (cours et exercices) → T2_plan

Thermodynamique 3 : Diffusion thermique (chapitre non terminé, une seule question de cours possible, voir ci-dessous) → T3_plan

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

  • T1 : Démontrer le premier principe industriel (doit être fait en moins de 15 min, dans l’idéal : 10 min)
  • T2 : Établir l’équation de diffusion de particules à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source (en moins de 15 min, 8 min dans l’idéal).
  • T2 : Écrire l’équation de diffusion de particules (1D, géométrie cartésienne, sans terme source) et l’analyser en ODG pour relier les échelles caractéristiques spatiales et temporelles. AN.
  • T3 : Établir le bilan local d’énergie qui relie les dérivées partielles de T et de jQ (à 1D, en géométrie cartésienne, sans terme source)

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre T2, bien travailler les exercices 5 et 6

Travaux pratiques

TP Mesure d’une vitesse par décalage Doppler

Cours

Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (→ fin)

Thermodynamique 3 : Diffusion thermique (début)

Pour un point de vue différent et une compréhension plus profonde des équations différentielles et équations aux dérivées partielles, voir l’excellente série de vidéos de « 3blue1brown » sur le sujet (DE1, DE2, DE3…).

La deuxième se focalise sur l’équation de diffusion thermique et explique notamment pourquoi celle-ci fait apparaître une dérivée spatiale seconde ! (de 3:31 à 13:16)

La troisième s’intéresse aux solutions :

Travail à faire

Pour mercredi : T1 ex 6

Pour jeudi : T2 ex 1 et ex 2 questions 1 et 3

Pour vendredi : préparer CC, T2 ex 2 question 4 et ex 5

Travaux dirigés

TD T2

Semaine 5 : du 28/09 au 02/10

Programme de colles de la semaine 6 du 05/10 au 09/10

Mécanique 3 : Fonctionnement d’un véhicule à roues (exercices) → M3_plan

Thermodynamique 0 : révisions de tout le programme de 1ère année (cours et exercices).

Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire (cours et exercices) → T1_plan

Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (en cours seulement, sur la question ci-dessous uniquement) → T2_plan

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

  • T0 : (exemples) énoncer les principes de la thermodynamique (pour une transformation infinitésimale ou finie) // loi des GP + AN // Lois de Laplace (avec les hypothèses ; en citer une et démontrer les autres) // …
  • T1 : Démontrer le premier principe industriel (doit être fait en moins de 20 min, dans l’idéal : 10 min)
  • T2 : Établir l’équation de diffusion de particules à 1D, sans terme source.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre T1, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3, 4 et 5. Pour mercredi 7/10 : lire et comprendre l’étude du circuit d’eau d’une centrale électrique (cycle de Rankine) ; et faire l’exercice 6 du TD T1 (à rédiger sur une copie).

– pour les révisions de thermodynamique entraînez-vous par exemple, en autonomie, sur les exercices suivants : T0_ex ; T0_ex_cor

Travaux pratiques

Pas de TP de physique cette semaine

Cours

Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire (→ fin)

Thermodynamique 2 : Diffusion de particules (→ II)

Pour compléter le cours : Interprétation de l’opérateur divergence (de 0:0 à 4:32 ; mettre les sous-titres en anglais si besoin ) :

 

Travail à faire

Pour mercredi : T1 : lire et compléter le paragraphe IV

Pour jeudi : T1 : finir ex 3, faire le 4

Pour vendredi : M3 ex 5, T1 ex 5

Travaux dirigés

TD T1

Semaine 4 : du 21/09 au 25/09

Programme de colles de la semaine 5 du 28/09 au 02/10

Mécanique 2 : Dynamique dans un référentiel non galiléen (exercices) → M2_plan

Mécanique 3 : Fonctionnement d’un véhicule à roues (cours et exercices) → M3_plan

Thermodynamique 0 : révisions de tout le programme de 1ère année, sauf machines thermiques (en question de cours seulement).

Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire jusqu’au paragraphe V/ 2. (en cours seulement, sur la question ci-dessous uniquement) → T1_plan

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

  • M3 : Établir la condition de non glissement d’une roue.
  • M3 : Faire un bilan des forces et appliquer le PFD à un véhicule motorisé (ou non) dans son ensemble.
  • M3 : Faire un bilan des actions (moments et couple) et appliquer le TMC à une roue motorisée (ou non).
  • T0 : (exemples) énoncer les principes de la thermodynamique (pour une transformation infinitésimale ou finie) // loi des GP + AN // Lois de Laplace (avec les hypothèses ; en citer une et démontrer les autres) // …
  • T1 : Démontrer le premier principe industriel (en commençant par préciser les hypothèses).

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A l’attention des étudiants :

pour le chapitre M3, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine sont : ex 1, 2, 3 et 4.

– correction de l’exercice du doc. 25 du chap. T1 : T1_doc25_cor

– pour s’entraîner à faire une rédaction rapide de la démo du PPI (15 à 20 minutes max pour cette semaine) : utiliser la vidéo d’E-learning physique dans la partie cours ci-dessous.

Travaux pratiques

TP Oscillateur à pont de Wien

Cours

Mécanique 3 : Fonctionnement d’un véhicule à roues (→ fin)

Thermodynamique 1 : Systèmes ouverts en régime stationnaire (→ V.2)

Pour compléter le cours :

– Principe de fonctionnement d’une centrale nucléaire (source : EDF) :

– Démonstration « rapide » du premier principe industriel (de 5:24 à 13:10) :

Travail à faire

Pour mercredi : M2 ex 5

Pour jeudi : AD marées, M2 ex 7, lire notes de cours T1

Pour vendredi : M2 pb n°1, M3 ex 2

Travaux dirigés

TD M3

Programme du DS du samedi 26/09

  • le chapitre d’électrocinétique « Filtrage » vu en 1ère année (un des exercices du DS pourra porter sur l’étude d’un filtre du 1er ou 2ème ordre)
  • les chapitres M1 et M2
  • le chapitre M3 (uniquement sur des questions de cours)

Semaine 3 : du 14/09 au 18/09

Programme de colles de la semaine 4 du 21/09 au 25/09

Mécanique 1 : Changements de référentiel en mécanique newtonienne (cours et exercices) → M1_plan

Mécanique 2 : Dynamique dans un référentiel non galiléen (cours et exercices ; approche documentaire sur les marées pas encore corrigée mais on peut donner des exercices guidés sur le sujet) → M2_plan

Mécanique 3 : Fonctionnement d’un véhicule à roues (en cours seulement, sur les trois questions ci-dessous uniquement) → M3_plan

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

  • M1 : Citer le loi de composition des vitesses et des accélérations pour un référentiel en translation par rapport à un autre. Préciser les expressions de la vitesse et de l’accélération d’entraînement.
  • M1 : Citer le loi de composition des vitesses et des accélérations pour un référentiel en rotation uniforme autour d’un axe fixe par rapport à un autre. Préciser les expressions de la vitesse et de l’accélération d’entraînement.
  • M2 : Sous la forme d’un tableau, récapituler les expressions de l’accélération d’entraînement, de l’accélération de Coriolis, de la force d’inertie d’entraînement et de la force d’inertie de Coriolis dans le cas d’une translation ou dans le cas d’une rotation uniforme.
  • M2 : Citer le PFD, TMC, TPC et TEC dans un référentiel non galiléen.
  • M3 : Établir la condition de non glissement d’une roue.
  • M3 : Faire un bilan des forces et appliquer le PFD à un véhicule non motorisé dans son ensemble.
  • M3 : Faire un bilan des actions (moments et couple) et appliquer le TMC à une roue non motorisée.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre M2, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine sont : ex 1, 2, 3, 5 et 6.

– pour le 23/09 : M2 ex 5 et 6 à rédiger proprement sur une copie (pour les 5/2, rédiger, pour le TD 5/2, l’ex 2 + un ex de votre choix)

– pour le 24/06 : M2 lire l’approche documentaire sur les marées et répondre aux questions, si besoin à l’aide de la correction (conseil : commencer ce weekend).

Travaux pratiques

Pas de TP de physique cette semaine

Cours

Mécanique 2 : Dynamique dans un référentiel non galiléen (fin)

Mécanique 3 : Fonctionnement d’un véhicule à roues (→ III.2)

Pour compléter le cours :

Travail à faire

Pour mercredi : M1 ex 3, 5 et 7

Pour jeudi : M1 ex 7 et Pb

Pour vendredi : M2 ex 1 et 2

Travaux dirigés

TD M2

Semaine 2 : du 07/09 au 11/09

Programme de colles de la semaine 3 du 14/09 au 18/09

– tout le programme de mécanique de PCSI (en exercices)

Mécanique 1 : Changements de référentiel en mécanique newtonienne (cours et exercices « simples » pour 3/2, exercices « normaux » pour 5/2) → M1_plan

Mécanique 2 : Dynamique dans un référentiel non galiléen (en cours seulement, sur les deux questions ci-dessous uniquement) → M2_plan

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

  • M1 : Citer le loi de composition des vitesses et des accélérations pour un référentiel en translation par rapport à un autre. Préciser les expressions de la vitesse et de l’accélération d’entraînement.
  • M1 : Citer le loi de composition des vitesses et des accélérations pour un référentiel en rotation uniforme autour d’un axe fixe par rapport à un autre. Préciser les expressions de la vitesse et de l’accélération d’entraînement.
  • M2 : Sous la forme d’un tableau, récapituler les expressions de l’accélération d’entraînement, de l’accélération de Coriolis, de la force d’inertie d’entraînement et de la force d’inertie de Coriolis dans le cas d’une translation ou dans le cas d’une rotation uniforme.
  • M2 : Citer le PFD, TMC, TPC et TEC dans un référentiel non galiléen.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre M1, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3, 4 et 6.

– Pour mercredi 16/09 : M1 ex 3, 6 et 7 (à travailler en s’aidant si besoin de la correction)

Travaux pratiques

Que doit-on rédiger dans son cahier de TP ?

Rappels de PCSI : filtrage

TP Caractérisation et identification d’un filtre inconnu (3/2) / conception d’un filtre (5/2)

Cours

Mécanique 1 : Changements de référentiel en mécanique newtonienne (fin)

Mécanique 2 : Dynamique dans un référentiel non galiléen (→ IV.1)

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

Travail à faire

Pour mercredi : M0 ex 4 et 7

Pour jeudi : M0 ex 9 et 10

Pour vendredi: M1 ex 1 et 2 ; M0 pb n°1

Travaux dirigés

TD M1

Programme du DS du samedi 12/09

  • toute la mécanique de première année (entraînez-vous sur les exercices du chapitre M0)
  • le chapitre M1 (questions sur le cours uniquement)

Semaine 1 : du 01/09 au 04/09

Programme de colles de la semaine 2 du 07/09 au 11/09

Pas de colles cette semaine

Travaux pratiques

Pas de TP cette semaine

Cours

Mécanique 0 : Les bases de la mécanique en référentiel galiléen

Mécanique 1 : Changements de référentiel en mécanique newtonienne (→ II.3)

Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours : M0_doc M1_doc

Travail à faire

Pour mercredi :

Pour jeudi : M0 ex 1, 2 et 3

Pour vendredi : pas de cours

Pour mercredi 09/09 : M1 : ex 4 et 7 (entraînez-vous aussi sur les autres en autonomie. A savoir faire pour le DS : ex 9 et 10)

Travaux dirigés

Pas de TD cette semaine