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premier cycle universitaire ou élèves des CPGE. Toutefois au travers des Mécanique classique – 1re partie – 60 exercices et problèmes corrigés;.

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COURS DE PHYSIQUE

MÉCANIQUE CLASSIQUE

JIMMYROUSSEL2021

femto-physique.fr/mecanique

Cours de mécanique classique -femto-physique.fr JIMMYROUSSEL, professeur agrégé à l"Ecole Nationale Supérieure de Chimie de

Rennes

Copyright© 2021 Jimmy Roussel

Ce document est sous licenceCreative Commons"Attribution - Pas d"Utilisation Commerciale 3.0 non transposé (CC BY-NC 3.0)».

Pour plus d"informations :

cr eativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/ Ce document est réalisé avec l"aide deKOMA-ScriptetL ATEXen utilisant la classe kaobook 1 reédition -Oct. 2013

Version en ligne -femto-physique.fr/mecanique

PrefaceCe cours de mécanique classique s"adresse plus particulièrement à des étudiants de

premier cycle universitaire ou élèves des CPGE. Toutefois, au travers des compléments de ce cours, le futur enseignant pourra également y trouver matière à réflexion et approfondissement. Ce cours couvre les aspects fondamentaux de la mécanique newtonienne : notion de force, lois de Newton, point de vue énergétique, moment cinétique, forces d"inertie etc. Par ailleurs, des sujets importants comme la chute libre, l"oscillateur, les forces centrales, les solides sont également traités. On privilégie une présentation naturelle en essayant d"éviter un formalisme trop abstrait comme celui des torseurs ou celui de la mécanique analytique. Éventuellement, les aspects plus techniques sont abordés dans des compléments. J"ai essayé le plus possible d"illustrer les différentes notions par des exemples ou de simples exercices. Mais pour un entraînement plus poussé, j"invite le lecteur à se procurer les eBooks •Mécanique classique - 1repartie - 60 exercices et problèmes corrigés; et Mécanique classique - 2epartie - 60 exercices et problèmes corrigés. disponibles à l"adresse payhip.com/femto Enfin, je tiens à remercier vivement Quentin Vuillemard pour son rigoureux travail de relecture.

Jimmy Roussel

Table des matières

Prefaceiii

Table des matières

v

1 CINÉMATIQUE DU POINT MATÉRIEL

1

1.1 Temps et espace

1

1.2 Repérage d"un point

4

1.3 Vitesse d"un point

5

1.4 Accélération d"un point

9

1.5 Mouvements simples

12

2 POSTULATS DE LA DYNAMIQUE

15

2.1 Lois de Newton

15

2.2 Interactions fondamentales

20

2.3 Lois phénoménologiques

25

3 PROBLÈMES DE CHUTE

31

3.1 Principe d"équivalence

31

3.2 Chute libre sans frottement

32

3.3 Chute libre avec frottement

34

4 APPROCHES ÉNERGÉTIQUES

39

4.1 Concept d"énergie

39

4.2 Énergie mécanique

42

4.3 Système de points

48

5 OSCILLATEURS MÉCANIQUES

55

5.1 Oscillateur harmonique

55

5.2 Résonances

59

5.3 Effets anharmoniques

65

6 THÉORÈME DU MOMENT CINÉTIQUE

69

6.1 Moment d"une force

69

6.2 Moment cinétique

71

6.3 TMC

73

6.4 Applications

75

7 MOUVEMENTS À FORCE CENTRALE

79

7.1 Lois de conservation

79

7.2 Le problème de Kepler

83

7.3 Interaction coulombienne

91

8 RÉFÉRENTIELS NON GALILÉENS

95

8.1 Référentiels en translation

95

8.2 Référentiels en rotation

98

8.3 Généralisation

102

9 PROBLÈME À DEUX CORPS107

9.1 Réduction du problème à deux corps

107

9.2 Exemples d"application

110

10 PHYSIQUE DES COLLISIONS

117

10.1 Lois de conservation

117

10.2 Collisions élastiques

118

10.3 Collisions inélastiques

122

11 EFFETS DUS À LA ROTATION TERRESTRE

125

11.1 Effets de la rotation propre

126

11.2 Mouvement orbital

134

ANNEXES141

A MÉTHODE DES PERTURBATIONS

143
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