★PHYSIQUE★

Force et mouvement :

Prérequis :
La vitesse : $Km/h$ ou $m/sec$, soit la distance sur le temps.
Les forces de frottements : c'est une force créée par l'interaction de deux surfaces en contact qui glissent l'une sur l'autre et qui s'oppose au mouvement.
Les actions réciproques : Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'égale intensité, de même direction, mais de sens opposé, exercée par le corps B.

Les énergies cinétiques : C'est l'énergie possédée par un corps du fait de son mouvement de translation et/ou de rotation par rapport à un référentiel donné supposé fixe.
Formule :$Ec = ½.m . △v²$
△v² = v2 - v1
m = Masse

Cinématique :
Vitesse moyenne : $v = △ x/△t$ ou $x1 - x0/t1 - t0$ Calculé en $Km/h$ ou en $m/sec$.
La vitesse instantanée : c'est la vitesse calculée sur un court laps de temps.
EX :
│―│
│――――――――――――――――――――――――│
│――――――――――――――――――――――――│

● = Vitesse calculée sur 1m par un radar instantané (vitesse instantanée).
● = Vitesse calculée sur 100m par un radar tronçon.

Accélération moyenne : $amoy = △v/△t = (v1 - v0/t1 - t0)
Référentiel : Indique une ou des positions dans un lieu donné.

La vitesse : C'est la distance sur le temps.
L'accélération : C'est la différence de vitesse sur une durée.

Cinématique 2D :
Vecteur vitesse : Il a pour but de préciser la direction et le sens du mouvement, il longe toujours la trajectoire.
Le vecteur accélération : Sa valeur est constante.
$$ac = Vitesse² / Rayon = m / sec²$$

MCU : Mouvement Circulaire Uniforme
C'est un mouvement qui forme un cercle avec une vitesse constante (exemple au-dessus ⇧).

Dynamique :
Résultante de forces : C'est la somme des forces (N).

1ʳᵉ loi de Newton : le principe d'inertie :
Si dans le référentiel terrestre, un système n'est soumis à aucune force ou il est soumis à des forces qui se compensent, alors soit ce système reste immobile, soit il est en MRU (c'est-à-dire que sa trajectoire est une droite et sa vitesse est constante).
2ᵉ loi de Newton : la loi fondamentale de la dynamique :
une force résultante exercée sur un objet est toujours égale au produit de la masse de cet objet par son accélération.
$Fr = m . a$
3ᵉ loi de Newton : le principe des réactions réciproques :
Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'égale intensité, de même direction, mais de sens opposé, exercée par le corps B.

Le Newton (N) : Unité de mesure de force (symbole N), correspondant à une accélération de 1 m/ s2 communiquée à une masse de 1 kg.

La force centripète : C'est la force résultante dans un MCU, elle va vers le centre du cercle.

Les sources d'énergies :

Il y a différente forme d'énergie : Lumineuse, thermique, mécanique, électrique, chimique, hydraulique, éolienne, biomasse, etc
→ Ce sont des ressources

énergies renouvelable	énergies non renouvelables
Les ressources ne s'épuisent pas rapidement, car elles sont disponibles en grande quantité, où se régénère facilement.	les ressources s'épuisent rapidement, car leur temps de fabrication est supérieur à leur temps d'exploitation.
EX : Solaire, éolienne, hydraulique, biomasse, etc	EX : Fossile, nucléaire, etc

Conservation de l'énergie : pour une machine, la somme des énergies entrantes et sortantes sont équivalentes. ● = ●

Le rendement d'une machine : C'est le rapport entre l'énergie sortante utile et l'énergie entrante.
Rendement = (E utile / E absorbé) . 100$
EX : Une voiture

$(déplacement / pétrole + électricité) .100 = rendement$

énergie électrique :
Méthode de production : via des piles, des panneaux photovoltaïques, un générateur, etc Le fonctionnement d'un générateur : Une bobine capte une variation d'un champ magnétique, elle crée un courant induit, elle génère donc de l'électricité.
→ Pour créer une variation, il faut généralement un mouvement, l'énergie cinétique est donc partiellement convertie en énergie électrique.
Transformateur : C'est 2 enroulements (primaire et secondaire) qui comportent N1 et N2 spires. Quand le primaire est alimenté par le courant alternatif, le nombre de spires influence la tension à la sortie du secondaire.

$U2 = N2 / N1 . U1$
⚠ U = La tension

L'énergie thermique : C'est l'énergie produite par le mouvement des atomes et des particules au sein d'un corps ou d'une substance. Elle est l'expression de l'énergie sous forme de chaleur.

3 Mécanisme de transfert de chaleur :

Conduction : Le transfert par conduction est un échange d'énergie avec contact. Dans un gaz ou un liquide, l'énergie se propage par contact direct entre molécules au gré des chocs aléatoires à l'échelle microscopique.
Rayonnement : . Le rayonnement thermique est le transfert d'énergie par ondes électromagnétiques. Les ondes électromagnétiques transportent l'énergie à travers l'espace.
Convection : La convection est un mouvement dans un gaz ou un liquide qui est causé par des différences de température. Ce mouvement transfère la chaleur dans le gaz et le liquide.

L'énergie interne : C'est l'énergie de l'objet qui change lors d'un transfert.
C'est la somme de toutes les énergies microscopiques.

Machines thermiques : EX : Frigo, pompe à chaleur, etc

Le but de la machine est de rendre la source chaude plus chaude et la source froide plus froide.
Grâce à un compresseur afin que la pression et la température augmentent.
Et un détendeur afin que la pression et la température diminuent.

Le travail d'une machine : C'est la différence entre l'énergie thermique reçue à la source chaude et celle cédée à la source froide
$W = Qc - Qf$
Qc → Chaud en Joule
Qf → Froid en Joule
W → Travail en Joule

Rendement maximum d'une machine thermique :
$n max = W / Qc = Qc -Qf / Qc = 1 - Qf / Qc$
n max → rendement en Joule

L'énergie nucléaire :

Rappel :
Nucléons → Protons et neutrons
Z → Numéro atomique ou nombre de protons
A → Nombre de masse ou nombre de nucléons
Isotopes → Deux atomes possédant un nombre identique de protons, mais ayant un nombre de neutrons différent.
Nucléides → 2 noyaux avec le même Z et le même A.

La radioactivité : C'est la propriété qu'ont certains noyaux atomiques de se transformer spontanément en émettant divers rayonnements.

3 types de radioactivités :

α (Alpha)	β (Bêta)	γ (Gamma)
Le rayonnement alpha, émis par un atome radioactif, est un faisceau de noyaux d’hélium composé de deux protons et deux neutrons.	Le rayonnement bêta, émis par un atome radioactif, est un faisceau d'électrons. Le rayonnement bêta cause plus de dégâts que le rayonnement alpha, car il est chargé électriquement.	Le rayonnement gamma est composé de photons de haute énergie. Ce rayonnement va pénétrer davantage dans l’organisme que les rayonnements alpha et bêta, mais il modifie moins les particules qu’il rencontre.

Activité radioactive A(r) : Indique le nombre moyen de désintégrations par unité de temps en Becquerel (Bq).
1 Bq = 1 désintégration / seconde

Demi-vie : c'est le temps qu'il faut pour diviser en deux l'activité d'une source.

La relation d'Einstein :
⚠ La masse reste la même SAUF en nucléaire.
$E = m . c2$
E → énergie
m → masse : △m
c2 → constante : vitesse de la lumière. 300 000 000 m / sec (arrondi)
→ Défaut de masse : C'est la différence entre m initial et m final, ce qui permet de calculer l'énergie.

Fission et fusion :
Fission : C'est une réaction nucléaire provoquée, produisant sous l'impact d'un neutron la désintégration d'un noyau lourd en plusieurs noyaux plus léger avec libération d'énergie.
EX : une centrale nucléaire
Fusion : 2 noyaux légers s'associe pour former un noyau plus lourd avec libération d'énergie.
EX : une étoile

La terre et le cosmos :

La planète terre :

L'effet de serre : Le rayonnement terrestre rétro diffusé est partiellement absorbé par certain gaz dans l'atmosphère (H2O et CO2).
→ Donc plus, il y a de CO2, plus les rayons rejet sur terre, donc la planète se réchauffe.
La force de gravitation : C'est la force avec laquelle la terre attire tous les objets vers son centre.
$F = G . (m . M / d2)$
Suite à cette formule, on peut définir une constante de gravité : g
$g = G . M / d2$
G = La constante
M = La masse de la terre
d = Le rayon de la terre

m = masse de 1 kg
M = masse de 2 kg
d = distance en mètre
G = constante de gravitation : 6,667 . 10 ^2^
g = 9,81 m / sec2

Le système solaire :
Ordre des planètes :
Soleil - Mercure - Venus - Terre - Mars - Jupiter - Saturne - Uranus - Neptune
Moyen mnémotechnique :
Merveilleuse Vue Toute Ma Joie Sur Un Nuage
Les planètes tellurique : De Mercure à Mars.
Ce sont des planètes formées de solides, car elles sont suffisamment proches du Soleil.
, car elles sont moins proches du soleil.
Un satellite : "mini planète" qui tourne autour d'une autre planète.
EX : la lune
Météorite : Fragment de corps céleste qui traverse l'atmosphère et atteint la croûte terrestre.
Comète : Astre présentant un noyau brillant (tête) et une traînée gazeuse (chevelure et queue), qui décrit une orbite en forme d'ellipse autour du Soleil.
Astéroïde : Petit corps solide du système solaire, de quelques centaines de kilomètres de diamètre au maximum.
Modèle géocentrique :**C'est le premier modèle du système solaire qui a fait. il met la terre au centre et le reste gravitant autour.

Le modèle de tycho branché : La terre est toujours au milieu, mais les orbites changent.

L'héliocentrisme par Copernic : C'est la première fois que le soleil est mis au centre, mais les autres astres gravitent simplement autour.

Johannes Kepler : Il découvre le principe d'éclipse.

Méthode pour calculer la distance Terre - Lune / Terre - Soleil :
Aristarque de Samos : grâce à une éclipse, il a pu déterminer le diamètre de la Lune.
L'écho lazer : Envoyer un lazer sur la lune et calculer le temps et la vitesse lumière.
**Vitesse orbitale :**Les orbites sont des ellipses et le soleil est un des deux foyers.
La vitesse décroit en fonction de la distance avec le soleil.
$v = √ ( G . M / R )$
v = vitesse orbitale en m / sec
M = masse du soleil en kg
G = constante Newtonienne

Le cosmos :
La création d'une étoile :

La matière est dispersée dans le vide. il n'y a pratiquement que des H.
2 particules vont s'accrocher pour créer de la gravitation.
Une masse concentrée et chaude se crée en son centre.
Les H fusionnent pour créer de l'Hélium.
Création d'énergie, d'une étoile et puis d'une galaxie.

Année-lumière : Unité qui équivaut à la distance que parcourt la lumière en un an.
EX : Soleil → Terre = 8 minutes.
Méthodes pour calculer la vitesse lumière.
Rømer : Il commence à observer les satellites de Jupiter et à mesurer le temps séparant chaque moment où une lune (particulièrement Io) disparaît derrière la planète géante et réapparaît du côté opposé. En accumulant les données année après année, il constate que la durée séparant chacune des éclipses est plus courte lorsque la Terre est proche de Jupiter et plus longue lorsqu'elle en est loin.
Hippolyte Fizeau : Il met au point une méthode de mesure de la vitesse de la lumière, utilisant une roue dentée tournant à vitesse constante vers laquelle les rayons lumineux passant entre les dents sont réfléchis. La distance utilisée entre le miroir et la roue est proche de 8 000 m entre le sommet de la maison paternelle des coteaux du mont Valérien à Suresnes et Montmartre. Si la roue s'est décalée d'une demi-dent au retour du rayon, elle occulte la lumière, ce qui permet de connaître la vitesse de la lumière, connaissant la distance et la vitesse de rotation de la roue. Cela lui donne une valeur pour la vitesse de la lumière proche de 315 300 km/s.

Le big bang : Hypothèse qui dit que l'univers aurait été engendré par une énorme explosion à partir d'un état ou toutes les énergies se seraient retrouvée au même endroit.
Univers en expansion : Tout l'univers s'agrandit et s'éloigne de plus en plus comme un gâteau qui gonfle. O peut mesurer cela grâce à l'effet Doppler.

Ondes et matière :

Concordance de phase : 2 points qui vibrent de même façon dans le temps.

Propriété générale des ondes :

Principe de superposition : 2 ondes peuvent se croiser sans se perturber.
Réflexion : Si une onde rencontre un objet fixe, celle-ci regard dans un angle égal appelé angle de réflexion.

Réfraction : Si la vitesse d'une onde est modifiée lords d'un changement de milieu.
Diffraction : C'est un phénomène physique naturel qui consiste à changer la direction de propagation des ondes mécaniques et électromagnétiques, après la rencontre de ces dernières avec un obstacle de taille proche ou inférieure à leur longueur d'onde.

Interférence (par superposition) : Lorsque l'on superpose deux faisceaux monochromatiques, l'intensité qui en résulte varie spatialement entre un maximum qui dépasse la somme des intensités et un minimum qui peut être nul.

L'effet Doppler : Lorsqu'une source et/ou un observateur se déplace l'un par rapport à l'autre, la fréquence perçue est modifiée.

La propagation d'un signal :
Dans un milieu élastique, une perturbation en point engendre une perturbation des points voisins. On appelle une onde mécanique la propagation d'un signal dans un milieu élastique. Elle se propage dans toutes les directions.
EX : une pierre dans l'eau.

Si le milieu n'est pas homogène, ça peut changer la propagation :

Il y a 3 modes de propagation :

Transversale : Elle se propage perpendiculairement à la à la direction de propagation.
Longitudinale : C'est une onde dont la perturbation du milieu se fait dans la même direction que sa propagation.
De torsion : Les point du milieu tournent localement autour de la direction de propagation.

Vitesse de propagation/Célérité :
Elle varie selon les caractéristiques du milieu en fonction, en particulier, de son élasticité et de sa masse.
→ La vitesse du son est aussi influencée par la température
→ La vitesse des vagues est aussi influencée par la profondeur

Une onde : est une propagation d'énergie sans transport de matière.
→ Le milieu est restauré dans son état initial après le passage de l'onde.
→ Si l'onde rencontre un objet sur son passage, elle peut lui céder une petite partie de son énergie et constituer ainsi un mode de "communication" d'un endroit à l'autre.
Vitesse du son dans l'air : $≈ 340 m / sec$

Ondes mécaniques progressives et entretenues :
Perturbation periodique = onde periodique

Longueur d'onde (λ) : C'est la distance parcourue par l'onde en une période (T).
C'est aussi la distance entre 2 minima et maxima voisin.
$λ = v . T = v / f$

Opposition de phase : Dans une perturbation sinusoïdale, c'est 2 point qui vibrent de façon contraire.

Nœud de vibration : Points qui restent fixes sur la position d'équilibre.

Le son :
Il est produit les oscillateurs mécaniques (ondes de compression). Sa propagation est assurée par les propriétés élastiques des milieux matériels. C'est une onde mécanique longitudinale.

La hauteur du son dépends de la fréquence.
Fréquence faible → Son plus grave
Fréquence élevée → Son plus aigu
L'intensité du son dépend de son amplitude (en W / M^2^ ).
Grande amplitude → Son plus fort
Petite amplitude → Son plus faible
Le timbre, c'est la complexité du son, son empreinte.

Page d'audibilité :

Niveau sonore : C'est une échelle pratique donnant une valeur relative de l'intensité acoustique en décibels (dB).

Introduction électromagnétique :
L'électroaimant permet d'obtenir des effets magnétiques à partir du courant.
→ Un changement dans un champ induit un changement dans un courant électrique et vice-verse.

L'induction électromagnétique : C'est lorsqu'une bobine capte une variation dans un champ magnétique, elle deviendra elle-même génératrice de courant électrique.

Ondes électromagnétiques :
Ce sont des ondes transversales qui peuvent se propager dans le vide.

Chaque couleur a une longueur d'onde (λ) et une fréquence (f) bien à elle. Le blanc est le mélange d'une infinité de λ et de f, il est polychromatique.

Célérité de la lumière dans le vide (C) : 300 00 Km / sec