Physique
Calculatrices de physique
Cinématique, énergie et électricité : les calculs du programme de physique, avec toutes les grandeurs dérivées à côté du résultat principal. Issues de la physique 2 : électrostatique, condensateurs, magnétisme, induction, circuits en alternatif et ondes électromagnétiques. S'y ajoutent les fluides et la thermodynamique : statique et dynamique des fluides, calorimétrie et machines thermiques.
Quel calcul vous faut-il
La cinématique répond aux questions de distance, de vitesse et de temps : mouvement uniforme quand la vitesse ne change pas, uniformément accéléré quand l'accélération est constante, chute libre et tir balistique pour les deux cas où l'accélération est celle de la pesanteur. Il y a aussi la relation sans le temps, v² = v₀² + 2as, celle qu'il faut employer quand le problème donne les deux vitesses et l'accélération mais pas les secondes. Travail et énergie couvrent le chapitre suivant, où le mouvement se décrit en joules plutôt qu'en mètres par seconde : énergie cinétique, potentielle de pesanteur et élastique, travail d'une force avec son angle, puissance et quantité de mouvement. L'électricité part de la loi d'Ohm et va jusqu'à la résistance équivalente des séries et des parallèles, avec la puissance dissipée et les chutes de tension aux bornes de chaque résistance. L'électromagnétisme du second cours part de la loi de Coulomb et du champ électrique, passe par les condensateurs et le champ magnétique créé par les courants, atteint l'induction de Faraday-Lenz et les circuits en courant alternatif, où des réactances opposées s'annulent à la fréquence de résonance. Il se referme sur les ondes électromagnétiques et l'optique ondulatoire : c = λf, énergie du photon, loi de Snell-Descartes et interférence par fentes de Young.
Mouvement rectiligne et balistique
Mouvement uniforme, uniformément accéléré, chute libre, freinage et lancer oblique.
Dynamique et lois de Newton
Deuxième loi, poids, frottement, plan incliné, force centripète et impulsion, avec la formule qui s'inverse d'elle-même.
Chocs et quantité de mouvement
Chocs frontaux élastiques, inélastiques et intermédiaires : vitesses finales, énergie perdue et impulsion.
Dynamique de rotation
Moment d'inertie, théorème de Huygens, moment d'une force, moment cinétique et roulement, avec la formule qui s'inverse toute seule.
Gravitation universelle
Loi de Newton, pesanteur en surface, vitesses orbitale et de libération, troisième loi de Kepler et énergie potentielle gravitationnelle.
Oscillations et mouvement harmonique
Masse-ressort, pendule simple, vitesse et accélération maximales, énergie de l'oscillateur et amortissement, avec le graphique du mouvement.
Propagation des incertitudes
Incertitude d'une grandeur calculée par n'importe quelle formule, en quadrature et en erreur maximale, et moyenne de mesures répétées avec son incertitude.
Régression linéaire
Droite des moindres carrés avec les incertitudes sur la pente et l'ordonnée à l'origine, pondérée si vous avez les σ, coefficient de corrélation et χ², avec le graphique.
Travail, énergie et puissance
Énergie cinétique, potentielle de pesanteur et élastique, travail d'une force, puissance et quantité de mouvement.
Loi d'Ohm et résistances
Tension, intensité, résistance et puissance dissipée, avec séries et parallèles de résistances.
Code couleur des résistances
Valeur et tolérance d'une résistance à partir des anneaux, en 4, 5 ou 6 anneaux.
Lois de Kirchhoff
Résistivité, générateur réel, mailles, nœuds et diviseurs de tension et de courant.
Loi de Coulomb et champ électrique
Force entre charges, champ, potentiel et énergie électrostatique, la formule se retournant sur toute grandeur.
Théorème de Gauss
Flux du champ électrique, charge intérieure et champs d'un fil, d'un plan et d'une sphère.
Condensateurs
Capacité, charge, tension et énergie, condensateur plan et capacité équivalente en série et en parallèle.
Champ magnétique et force de Lorentz
Force sur charges et fils, champ d'un fil, d'une spire et d'un solénoïde, rayon de courbure et fréquence cyclotron.
Induction électromagnétique
Flux, loi de Faraday-Lenz, f.é.m. de déplacement, inductance d'un solénoïde et énergie de la bobine.
Circuits RLC et courant alternatif
Réactances, impédance, fréquence de résonance, facteur de puissance et constantes de temps RC et RL.
Pôles et zéros
Racines du numérateur et du dénominateur de H(s), carte dans le plan s et verdict de stabilité.
Diagramme de Bode
Module et phase en échelle logarithmique, avec la marge de phase et la marge de gain.
Pertes de charge
Darcy-Weisbach et Colebrook-White : vitesse, Reynolds, coefficient de frottement et perte en mètres, pascals et bar.
Chute de tension
Chute en volts et en pourcentage le long d'un câble, et la section minimale pour rester dans la limite.
Flexion des poutres
Moment, effort tranchant, contrainte et flèche pour poutre sur appuis ou console, avec les diagrammes.
Ondes électromagnétiques et optique
Longueur d'onde et fréquence, énergie du photon, loi de Snell-Descartes, intensité et franges d'interférence.
Réfraction et loi de Snell-Descartes
Angle de réfraction, angle limite et réflexion totale, avec un rayon que l'on peut faire glisser.
Lentilles et miroirs
Équation des lentilles minces, miroirs sphériques, grandissement et dioptries.
Polarisation et diffraction
Loi de Malus, angle de Brewster, fente simple, réseau, Rayleigh et lames minces.
Ondes mécaniques
Cordes tendues, vitesse du son, Doppler, battements, décibels et harmoniques.
Statique des fluides
Loi de Stevin, presse hydraulique, vases communicants, Archimède et poids apparent.
Dynamique des fluides
Débit, continuité, Bernoulli, Torricelli, Venturi, Poiseuille et Reynolds.
Calorimétrie
Chaleur sensible et latente, équilibre thermique, dilatation et conduction.
Thermodynamique
Premier principe, transformations, adiabatiques, rendement, Carnot et entropie.