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Remarque : une masse de 100 g exerce approximativement une force de 1N dirigée verticale- ment vers le bas ressort règle graduée (a) en absence de forces x

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est vrai en général et constitue la règle d'or de la mécanique 1 5 4 Rendement La règle d'or s'applique à des situations où le poids des poulies mobiles et le 

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Cours de physique

Classes 3B et 3C

Athénée de Luxembourg

Table des matières

1 Mécanique

4

1.1 Forces

4

1.1.1 Rappel

4

1.1.2 Mesurer des forces

4

1.1.3 Notion d"équilibre

7

1.1.4 Équilibre d"un corps soumis à deux forces

7

1.1.5 Équilibre d"un corps soumis à trois forces

9

1.1.6 Exercices

14

1.1.7 Principe d"inertie

15

1.1.8 Principe de l"action et de la réaction

16

1.2 Le moment d"une force

18

1.2.1 Le levier

18

1.2.2 Équilibre d"un levier

19

1.2.3 Définition du moment d"une force

20

1.2.4 Théorème des moments

21

1.2.5 Méthode de résolution d"un problème à moments

22

1.2.6 Exercices

22

1.3 Équilibre statique d"un corps solide

24

1.3.1 Conditions d"équilibre

24

1.3.2 Formes d"équilibre

24

1.4 Machines simples

25

1.4.1 Poulies

25

1.4.2 Plan incliné

28

1.4.3 Exercices

29

1.5 Le travail d"une force

31

1.5.1 Le travail au sens physique

31

1.5.2 Définition du travail d"une force

31

1.5.3 La règle d"or de la mécanique

33

1.5.4 Rendement

33

1.5.5 Exercices

34

1.6 La puissance d"une force

35

1.6.1 Pourquoi la puissance?

35

1.6.2 Définition

35

1.6.3 Définition

36

1.6.4 Exercices

36

1.7 Énergie mécanique

37

1.7.1 Notion d"énergie

37

1.7.2 Formes d"énergie

37

1.7.3 Transformations d"énergie

39

3BCTable des matières31.7.4 Conservation de l"énergie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.7.5 Exercices

41

2 Thermodynamique

43

2.1 Énergie interne

43

2.1.1 La température

43

2.1.2 La notion d"énergie interne

44

2.1.3 Conservation de l"énergie

44

2.1.4 Modes de transfert d"énergie interne

45

2.1.5 Principe d"équivalence

46

2.1.6 Premier principe de la thermodynamique

47

2.2 La chaleur sous toutes ses formes

49

2.2.1 Capacité thermique massique

49

2.2.2 Chaleur latente

51

2.2.3 Transmission de la chaleur

52

2.3 Machines thermiques

56

2.3.1 Pompe à chaleur

56

2.3.2 Moteur thermique

58

3 Électricité

60

3.1 Tension et énergie électriques

60

3.1.1 Énergie électrique

60

3.1.2 La tension électrique

62

3.2 Puissance électrique

64

3.2.1 Exercices

65

3.3 Résistance électrique et loi d"Ohm

67

3.3.1 Définition de la résistance

67

3.3.2 La loi d"Ohm

67

3.3.3 Résistivité électrique

68

3.3.4 Exercices

69

3.4 Les lois de Kirchhoff

71

3.4.1 La loi des noeuds

71

3.4.2 La loi des mailles

71

3.4.3 Exercices

71

3.5 Associations de résistances

72

3.5.1 Montage en série

72

3.5.2 Montage en parallèle

73

3.5.3 Exercices

73

Chapitre 1

Mécanique

1.1 Forces

1.1.1 Rappel

Pour décrire les effets d"uneforce, nous devons préciser toutes ses propriétés : •sonpoint d"application; •sadroite d"action, c"est-à-dire sa direction; •sonsens; •sonintensité. On peut réunir toutes ces propriétés en une seule grandeur mathématique, levecteur. Une force est donc représentée par un vecteur force (figure 1.1 ).point d'applicationdroite d'actionsens FFigure1.1 - Une force est représentée par un vecteur La norme du vecteur est égale à l"intensité de la force. L"intensité du vecteur force ?Fsera notéeF. L"unité d"intensité de force dans le Système international est lenewton(N).

1.1.2 Mesurer des forces

Corps élastiques, corps plastiques

Un corps solide soumis à une force se déforme. S"il reprend sa forme initiale après la sup- pression de la force, on l"appelle corpsélastique, dans le cas contraire il s"agit d"un corps plastique.

3BCMécanique5Expérience 1.1Qui est le plus fort?ressortrègle graduée

x R F masse dFigure1.2 - Dispositif expéri- mentalDeux élèves tirent, l"un après l"autre, sur un ressort qui est fixé d"un côté (figure 1.2 Comment peut-on déterminer qui est le plus fort? Traduit dans le langage de la physique, la question qui se pose est : quel élève applique la force la plus intense sur l"extenseur? La réponse est bien évidemment que l"allongement du ressort est d"autant plus grand que la force appliquée est plus intense. On essayera de comparer l"allongement d"un ressort et la force appliquée.

Loi de Hooke

Expérience 1.2Le but de l"expérience est d"étudier la relation entre l"intensité de la force?Fqu"on exerce sur l"extrémité d"un ressort et l"allongementxd"un ressort qui en résulte.

La figure

1.3 mon trele sc hémadu disp ositifexp érimental.On mesure l"allongemen txdu ressort en faisant varier l"intensitéFde la force de0Nà1N. Remarque: une masse de100gexerce approximativement une force de1Ndirigée verticale- ment vers le bas. ressortrègle graduée(a) en absence de forces x R F masse(b) ?Fforce exercée;?Rré- action du ressort Figure1.3 - Étude de l"allongement d"un ressortquotesdbs_dbs11.pdfusesText_17