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Leçons de physique

une approche moderne
1re édition | août 2011 | 1472 pages
9782804162269

L'ouvrage rassemble, dans un seul volume, l'essentiel de la physique enseignée en 1er cycle, sous la forme de 44 leçons, ce qui permet de traiter l'ensemble des parties de la... Voir la suite

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Description

L'ouvrage rassemble, dans un seul volume, l'essentiel de la physique enseignée en 1er cycle, sous la forme de 44 leçons, ce qui permet de traiter l'ensemble des parties de la physique de base : mécanique, électromagnétisme, optique, thermodynamique, etc.

L'ouvrage rassemble, dans un seul volume, l'essentiel de la physique enseigné en premier cycle universitaire, sous la forme de 44 leçons, ce qui permet de traiter l'ensemble des disciplines de la physique de base : mécanique, circuits électriques, optiques géométrique, thermodynamique, électromagnétisme en régime stationnaire... Toutes les leçons sont illustrées par des exemples concrets, , dans lesquels les ordres de grandeurs sont précisés. Elles sont prolongées par des travaux dirigés, constitués de questions de cours, d'exercices et de problèmes. Elles se terminent souvent par des couvertures, ce qui permet de souligner l'actualité de certains sujets et surtout d'aborder des éléments de physique moderne, notamment la relativité, la quantique et la physique statistique. Cet ouvrage, qui peut être considéré comme un développement de quelques 1500 pages de PHYSIQUE, UNE INTRODUCTION, se veut autonome, clair et efficace. Aussi le rappel à des formules éloignées est-il inexistant, les solutions des problèmes suffisamment détaillées et les outils mathématiques juste nécessaires.

Sommaire

Avant-propos

Constantes, notations et symboles

Les grands noms de la physique en CPGE 1ère année

 

Leçons

1. Qu'est-ce que la physique?
I. Unité et dimensions
II. Constantes fondamentales de la physique
III. Les quatre interactions fondamentales

2. Cinématique du point
I. Cadre spatio-temporel de la cinématique
II. Vitesse et accélération d'un mobile ponctuel
III. Ouvertures

3. Dynamique du point matériel
I. Force
II. Loi fondamentale de la dynamique
III. Première loi de Newton ou principe de l'inertie
IV. Exemples d'application
V. Ouvertures

4. Énergétique d'un point matériel
I. Énegie cinétique d'un point matériel
II. Puissance et travail d'une force
III. Théorème de l'énergie cinétique
IV. Énergie potentielle
V. Énergie mécanique d'un point matériel
VI. Ouvertures

5. Lois de l'électrocinétique
I. Régimes stationnaire et quasi stationnaire
II. Tension et courant électriques
III. Dipôles électrocinétiques
IV. Dipôles linéaires et dipôles non linéaires
V. Lois de Kirchhoff

6. Circuits linéaires
I. Systèmes linéaires
II. Association de dipôles linéaires passifs
III. Générateurs
IV. Théorème de Millman
V. Aspects énergétiques dans un circuit RLC
VI. Ouvertures

7. Oscillateur harmonique. Amortissement visqueux
I. Oscillateur harmonique
II. Influence d'un amortissement visqueux
III. Applications

8. Régimes transitoires
I. Réponse à un échelon de tension
II. Circuit électrique RC
III. Circuit électrique RL
IV. Circuit RLC série
V. Applications

9. Bases de l'optique géométrique
I. Aspect ondulatoire de la lumière
II. Approximation de l'optique géométrique
III. Lous de Snell-Descartes
IV. Applications des lois de Snell-Descartes
V. Ouvertures

10. Formation des images géométriques
I. Image en optique géométrique
II. Stigmatisme approché, approximations de Gauss
III. Systèmes centrés focaux ou afocaux
IV. Aberrations
V. Ouvertures

11. Lentilles minces
I. Lentilles
II. Constructions géométriques
III. Relations de conjugaison et grandissements
IV. Aberrations
V. Ouvertures

12. Miroires sphériques
I. Propriétés générales
II. Relations de conjugaison et grandissements
III. Télescopes réflecteurs et cavités optiques
IV. Ouvertures

13. TP-cours: Sources et détecteurs
I. Source de lumière
II. L'oeil
III. Ouvertures

14. TP-cours (PSCI): Instrumentation optique
I. Lentilles et miroirs
II. Projection d'images
III. Instrumentation usuelle
IV. Ouvertures

15. Circuit RLC série en régime sinusoïdal. Résonance
I. Signaux sinusoïdaux en électricité
II. Oscillations électriques forcées. Résonance
III. Excitation d'amplitute déterminée
IV. Applications

16. Circuits en régime sinusoïdal
I. Impédance et admittance complexes
II. Lois de Kirchhoff en régime sinusoïdal
III. Puissance en régime sinusoïdal

17. TP-cours: Instrumentation électrique
I. Signaux usuels
II. Sources électriques usuelles
III. Oscilloscope
IV. Multimètres
V. Ouvertures

18. TP-cours (PCSI): Amplificateur opérationnel
I. Description et fonctionnement (PCSI, PTSI)
II. Montagnes d'AO en régime de saturation (PSCI, PTSI)
III. Montagnes d'AO en régime linéaire
IV. Ouvertures

19. Fonction de transfert des filtres
I. Fonction de transfert d'un filtre
II. Classification des filtres
III. Filtres passifs
IV. Filtres actifs

20. TP-cours (PCSI): Redressement et modulation
I. Caractéristique courant-tension d'une iode
II. Redressement
III. Modulation et démodulation d'amplitude

21. Critère de stabilité (PCSI)
I. Stabilité et instabilité
II. Systèmes linéaires du premier ordre
III. Systèmes du deuxième ordre

22. Théorème du moment cinétique pour un point matériel
I. Moment cinétique d'un point matériel
II. Moment d'une force en un point
III. Théorème du moment cinétique
IV. Pendule circulaire
V. Ouvertures

23. Mouvement dans un champ de forces centrales conservatives
I. Champ de forces centrales conservatives
II. Mouvements à force centrale conservative
III. Analyse préalable du mouvement de Kepler
IV. Trajectoire dans le problème de Kepler (PCSI, MPSI)
V. Étude directe des trajectoires circulaires
VI. Ouvertures

24. Changement de référentiels. Force d'inertie
I. Différents mouvements d'un repère
II. Changements de référentiel en cinématique galiléenne
III. Composition des vitesses
IV. Composition des accélérations
V. Relativité galiléenne
VI. Forces d'inertie
VII. Ouvertures

25. Système de deux points matériels (PCSI, MPSI)
I. Éléments cinétiques du système
II. Référentiel du centre de masse
III. Théorèmes fondamentaux
IV. Aspects énergétiques
V. Système isolé de deux points matériels
VI. Ouvertures

26. Référentiels galiléens approchés
I. Différentiels référentiels galiléens approchés
II. Dynamique terrestre
III. Marées (PCSI)
IV. Ouvertures

27. Introduction à la thermodynamique
I. Description d'un système en thermodynamique
II. Échange d'énergie par travail
III. État stationnaire et état d'équilibre
IV. Grandeurs extensives et intensives

28. Gaz parfaits: approche microscopique
I. Mouvement brownien
II. Hypothèses microscopiques et lois statistiques
III. Pression et température cinétique
IV. Énergie interne d'un gaz parfait
V. Ouvertures

29. Fluides réels
I. Étude expérimentale des gaz réels
II. Le modèle de Van der Waals
III. Phases condensées
IV. Ouvertures

30. Statistique des fluides
I. Pression dans un fluide au repos
II. Fluides compressibles et homogènes
III. Gaz parfait dans le champ de pesanteur
IV. Actions exercées par les fluides au repos
V. Ouvertures

31. Premier principe de la thermodynamique
I. Énoncé du premier. Énegie interne
II. Transferts d'énergie
III. Enthalpie. Détente de Joule et Thomson£
IV. Mesures calorimétriques
V. Ouvertures

32. Deuxième principe de la thermodynamique
I. Évolutions irréversibles
II. Deuxième principe
III. Énoncés historiques du deuxième principe
IV. Relation fondamentale de la thermodynamique
V. Entropie d'un gaz
VI. Création d'entropie dans une phase gazeuse
VII. Entropie d'une phase condensée
VIII. Ouvertures

33. Entropie statistique. Troisième principe
I. État macroscopique et état microscopique (PCSI)
II. Entropie statistique (PCSI)
III. Troisième principe
IV. Ouvertures

34. Corps pur diphasé
I. Approche expérimentale
II. Diagrammes d'équilibre
III. Aspects énergétique et entropique (PCSI)
IV. Équilibre liquide-vapeur
V. Ouvertures

35. Machines thermiques
I. Machine thermique ditherme
II. Machines thermiques réelles
III. Ouvertures

36. Champ et potentiel électrostatique
I. L'interaction coulombienne
II. Champ électrostatique
III. Potentiel électrostatique
IV. Énergie d'un système de deux charges
V. Champ, potentiel et énergie de gravitation
VI. Ouvertures

37. Symétries en électrostatique
I. Symétries des charges et conséquences
II. Invariances des distributions de charge
III. Utilisation des symétries
IV. Ouvertures

38. Théorème de Gauss. Applications
I. Théorèm de Gauss
II. Détermination de champs électrostatiques
III. Condensateur (PCSI, PTSI)
IV. Analogie gravitationnelle
V. Ouvertures

39. Dipôles électrostatiques (PCSI, MPSI)
I. Moment dipolaire
II. Potentiel et champ
III. Dipôle dans un champ extérieur
IV. Ouvertures

40. Particules chargées dans des champs électromagnétiques
I. Champ magnétique
II. Particule chargée dans un champ électrique
III. Particule dans un champ magnétique
IV. Ouvertures

41. Particules chargées dans un conducteur
I. Mouvement d'une charge dans un conducteur
II. Loi d'Ohm (PCSI, PTSI)
III. Effet HALL (PCSI, PTSI)
IV. Force de Laplace (PCSI)
V. Ouvertures

42. Loi de Biot et Savart. Symétries du champ magnétique
I. Sources du champ magnétique
II. Symétries des courants et conséquences
III. Influence des invariances des sources
IV. Calculs de champs magnétiques
V. Ouvertures

43. Propriétés du champ magnétique
I. Conservation du flux du champ magnétique
II. Théorème d'ampère
III. Calclus de champs par le théorème d'ampère
IV. Ouvertures

44. Dipôle magnétique (PCSI)
I. Moment d'un dipôle magnétique
II. Champ produit par un dipôle magnétique
III. Exemples de dipôles magnétiques
IV. Actions d'un champ magnétique extérieur
V. Bilan comparatif des champs E et B statiques
VI. Ouvertures

 

Outils mathématiques

1. Opérations sur les vecteurs
I. Base directe et base indirecte
II. Produit scalaire
III. Produit vectoriel
IV. Produit mixte
V. Technique de projection
VI. Double produit vectoriel

2. Trigonométrie
I. Formules de base
II. Application aux diamètres apparents
III. Angle solide

3. Coniques
I. Définition
II. Équation polaire
III. Équation quartésienne
IV. Propriétés fondamentales des coniques

4. Dérivées et développements limités
I. Dérivée d'une fonction
II. Dérivées partielles
III. Dérivée d'une fonction composée
IV. Dérivée logarithmique
V. Dérivée d'un vecteur
VI. Développements limités

5. Fonctions hyperboliques
I. Définition
II. Propriétés
III. Développements limités

6. Nombres complexes
I. Définition
II. Force cartésienne
III. Représentation d'un nombre complexe
IV. Forme polaire d'un nombre complexe
V. Formules d'Euler
VI. Multiplication par le nombre complexe exp(j?)
VII. Application au tracé des diagrammes de Bode

7. Matrice
I. Définitions
II. Algrèbre des matrices
III. Déterminants de matrices carrées 2x2
IV. Inversion d'une matrice carrée régulière
V. Vecteurs propres et valeurs propres

8. Équations différentielles
I. Équations différentielles linéaires
II. Équations différentielles non linéaires

9. Différentielles
I. Différentielles d'une fonction
II. Systèmes de coordonnées
III. Formes différentielles

10. Probabilités
I. Langage des probabilités
II. Probabilités
III. Variables aléatoires
IV. Lois de probabilité
V. Intégrales gaussiennes

 

Corrections des exercices des travaux dirigés

Fiche technique

Titre Leçons de physique
Edition 1re édition
Date de parution août 2011
Nombre de pages 1472 pages
Dimensions 264 × 202 mm
Poids 2248 g
ISBN-13 9782804162269
Type Livre
Format Broché
Collection Prépas scientifiques
Domaine(s) Prépas scientifiques
Niveaux Universitaire