Formation ECAM Arts & Métiers
Données Générales
Programme Académique Formation ECAM Arts & Métiers :
Type de module Cours
Cours : 36h00
TD : 9h00
TP : 9h00
Projet : 0h00
Stage : 0h00
Travail personnel : 60h00
Durée totale : 54
Statut :
Obligatoire
Période :
SEMESTRE 1
Langue d'enseignement :
Français
Objectifs généraux
La partie « mécanique » constitue une entrée concrète vers la manipulation de grandeurs vectorielles associées à plusieurs variables d'espace. Par ailleurs, la mécanique doit contribuer à développer plus particulièrement des compétences générales suivantes :
- faire preuve de rigueur : définir un système, procéder à un bilan complet des forces appliquées
- faire preuve d'autonomie : choisir un référentiel, choisir un système de repérage, identifier les inconnues, choisir une méthode de mise en équations lorsque plusieurs méthodes sont possibles
- modéliser une situation : choisir un niveau de modélisation adapté ; prendre conscience des limites d'un modèle ; comprendre l'intérêt de modèles de complexité croissante (prise en compte des frottements, des effets non-linéaires)
- utiliser divers outils (discussions graphiques, résolution analytique, résolution numérique) pour discuter les solutions de la ou des équations différentielles modélisant l'évolution temporelle d'un système
- identifier et utiliser des grandeurs conservatives
- rechercher les paramètres significatifs d'un problème
- mener un raisonnement qualitatif ou semi-quantitatif rigoureux
- faire apparaître et exploiter des analogies : circuit RLC en électrocinétique, pendule simple aux « petits » angles et système masse-ressort
- schématiser une situation et en étayer l'analyse à l'aide d'un schéma pertinent (bilan des forces par exemple)
- prendre conscience des limites d'une théorie (limites relativistes par exemple)
- confronter les résultats d'une étude à ce qu'on attendait intuitivement ou à des observations.
Contenu
1. Description et paramétrage du mouvement d'un point
a) Espace et temps classiques. Référentiel d'observation. Caractère relatif du mouvement. Description d'un mouvement. Vecteur-position, vecteur-vitesse, vecteur-accélération.
b) Systèmes de coordonnées cartésiennes, cylindriques et sphériques.
c) Exemple 1 : mouvement de vecteur-accélération constant.
d) Exemple 2 : mouvement circulaire uniforme et non uniforme.

2 Description du mouvement d'un solide dans deux cas particuliers
a) Définition d'un solide.
b) Rotation autour d'un axe fixe.

3. Loi de la quantité de mouvement
a) Forces. Principe des actions réciproques.
b) Quantité de mouvement d'un point et d'un système de points. Lien avec la vitesse du centre d'inertie d'un système fermé.
c) Référentiel galiléen. Principe de l'inertie.
d) Loi de la quantité de mouvement dans un référentiel galiléen.
e) Mouvement dans le champ de pesanteur uniforme.
f) Poussée d'Archimède.
g) Influence de la résistance de l'air.
h) Pendule simple.

4. Approche énergétique du mouvement d'un point matériel
a) Puissance et travail d'une force.
b) Loi de l'énergie cinétique et loi de la puissance cinétique dans un référentiel galiléen.
c) Énergie potentielle. Énergie mécanique.
d) Mouvement conservatif. Mouvement conservatif à une dimension.
e) Positions d'équilibre. Stabilité.
f) Petits mouvements au voisinage d'une position d'équilibre stable, approximation locale par un puits de potentiel harmonique.
g) Barrière de potentiel.

5. Mouvement de particules chargées dans des champs électrique et magnétique, uniformes et stationnaires
a) Force de Lorentz exercée sur une charge ponctuelle ; champs électrique et magnétique.
b) Puissance de la force de Lorentz.
c) Mouvement d'une particule chargée dans un champ électrostatique uniforme.
d) Mouvement circulaire d'une particule chargée dans un champ magnétostatique uniforme dans le cas où le vecteur-vitesse initial est perpendiculaire au champ magnétique.

Prérequis
Cours de Physique-Chimie programme filière S
Module semestre 1 : LIIAem01ESigPhy-Signaux physiques
Bibliographie
Physique PSI-PSI*-PT-PT* de Vincent Renvoizé
Physique tout-en-un PSI-PSI* de Marie-Noëlle Sanz
Les 1001 Questions en Prépa Physique de Christian Garing
Formulaire Maths Physique Chimie SII PTSI PT de Bertrand Hauchecorne
Évaluation(s)
Nature Coefficient Objectifs
1Devoir écrit2
2Devoir oral19 contrôles oraux (1 contrôle par quinzaine)