Physique I

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

• AA 1.1
• AA 2.3, 2.4, 2.6, 2.7
• AA 4.2, 4.3, 4.4

• Pour la partie mécanique du point:
  • calculer dans l'espace vectoriel 3D associé à l'espace géométrique en utilisant les notions de produit scalaire et produit vectoriel;
  • exprimer, calculer et représenter le vecteur vitesse et le vecteur accélération d'un point dont la trajectoire est décrite soit géométriquement, soit analytiquement;
  • décrire les forces (ressort élastique, frottement sec, cordes, poulies, force de gravitation, force de Coulomb) s'exerçant sur un corps, ainsi que les moments de telles forces ; de quantifier ces forces et ces moments (*);
  • identifier les différentes forces s'exerçant sur les corps constituant un système matériel, en utilisant les principes d'action/réaction et du corps rendu libre;
  • calculer la valeur des forces s'exerçant sur les différents corps constituant un système matériel au repos, par utilisation des conditions d'équilibre statique (*);
  • réduire un ensemble de forces à une seule force équivalente;
  • caractériser un repère par son origine et sa base, repérer la position d'un point par rapport à un repère spécifié;
  • caractériser la trajectoire d'un point par rapport à un repère, graphiquement et analytiquement (*);
  • calculer la vitesse et l'accélération d'un point se déplaçant sur un cercle, et interpréter géométriquement;
  • calculer la trajectoire d'un point possédant une accélération constante, par double intégration et prise en compte des conditions initiales (projectile);
  • utiliser la condition de roulement sans glissement pour en déduire le modèle cinématique d'un engin mobile simple (en ligne droite et sur une trajectoire circulaire)(*);
  • décrire les concepts de travail, énergie et puissance et les calculer dans des cas simples (*);
  • expliquer ce qu'est la quantité de mouvement, une impulsion et une collision;
  • utiliser les principes de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie pour décrire l'évolution de systèmes physiques simples;
  • expliquer les lois de la gravitation et calculer les vitesses de libération et de satellisation;
  • exprimer l'évolution de l'énergie mécanique totale d'un système non conservatif;
  • expliquer le principe de l'oscillateur harmonique et caractériser les solutions de son équation.
• Pour la partie électricité, d'expliquer, de calculer et de mettre en oeuvre dans des problèmes :
  • le champ électrique et les dipôles électriques;
  • la loi de Gauss;
  • le potentiel électrique;
  • la capacité et les diélectriques;
  • le courant, la tension, la puissance, les sources de tension et de courant;
  • les lois de Kirchhoff;
  • les circuits RC, RL et RLC;
  • les circuits alternatifs;

• analyser et modéliser une situation physique simple décrite par des phrases et/ou par un schéma;
• utiliser un livre pour y rechercher de l'information scientifique nécessaire pour résoudre un problème de physique du point;
• faire une représentation schématique d'une situation physique;
• formuler avec précision et rigueur le développement menant à un résultat qualitatif ou quantitatif;
• utiliser le groupe pour poser des hypothèses et proposer des solutions à un problème.