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Cours de Physique-Chimie – Terminale

La cinématique décrit le mouvement d'un point sans chercher ses causes. On repère le mobile par son vecteur position OM(t) dans un référentiel ; le vecteur vitesse est la dérivée de la position (v = dOM/dt) et le vecteur accélération la dérivée de la vitesse (a = dv/dt). Les mouvements à connaître sont le mouvement rectiligne uniforme (a = 0), le mouvement rectiligne uniformément varié (a…

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Programme : les chapitres

1. Cinématique du point
La cinématique décrit le mouvement d'un point sans chercher ses causes. On repère le mobile par son vecteur position OM(t) dans un référentiel ; le vecteur vitesse est la dérivée…
2. Lois de Newton et applications
Les trois lois de Newton relient les forces au mouvement. Dans un référentiel galiléen, un système isolé ou pseudo-isolé a un centre d'inertie en mouvement rectiligne uniforme…
3. Mouvements dans les champs uniformes
Dans un champ de pesanteur uniforme g, un projectile soumis à son seul poids a une accélération constante a = g : sa trajectoire est une parabole. Dans un champ électrique…
4. Gravitation et mouvement des satellites
Deux corps de masses m et M séparés d'une distance r s'attirent avec la force F = G m M / r² (loi de la gravitation universelle de Newton). Un satellite en orbite circulaire…
5. Oscillateurs mécaniques
Un oscillateur mécanique est un système qui effectue des va-et-vient autour d'une position d'équilibre. Pour un solide lié à un ressort, l'équation différentielle est x'' + (k/m)…
6. Le dipôle RC
Un condensateur de capacité C stocke une charge q = C u et une énergie ½ C u². Dans un circuit RC série soumis à un échelon de tension E, la tension aux bornes du condensateur…
7. Le dipôle RL
Une bobine d'inductance L et de résistance interne r a pour tension u = r i + L di/dt. L'intensité qui la traverse est continue : elle ne peut pas varier brusquement. Dans un…
8. Circuit RLC et oscillations électriques libres
Un condensateur chargé relié à une bobine donne naissance à des oscillations électriques libres. Dans le circuit LC idéal (sans résistance), la charge vérifie q'' + q/(LC) = 0 :…
9. Courant alternatif sinusoïdal et résonance
Une tension sinusoïdale u = Um cos(ωt + φ) a pour valeur efficace U = Um/√2. Dans un circuit RLC série alimenté par un générateur de fréquence f, l'impédance vaut Z = √(R² + (Lω…
10. Interférences lumineuses, effet photoélectrique et niveaux d'énergie
La lumière possède un double aspect. Les interférences (expérience des fentes de Young) mettent en évidence son aspect ondulatoire : l'interfrange vaut i = λ D / a. L'effet…
11. Radioactivité et réactions nucléaires
Un noyau ZAX contient A nucléons dont Z protons. Un noyau instable se désintègre spontanément en émettant une particule α (noyau d'hélium), β⁻ (électron), β⁺ (positon) et souvent…
12. Cinétique chimique et équilibre chimique
La cinétique chimique étudie la vitesse des transformations. La vitesse volumique de réaction est v = (1/V) dx/dt ; elle diminue au cours du temps parce que les concentrations…
13. Acides, bases, pH et dosages
Un acide de Brønsted cède un proton H⁺, une base en capte un. Le pH d'une solution aqueuse vaut − log [H₃O⁺] et le produit ionique de l'eau est Ke = [H₃O⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ à 25 °C.…
14. Chimie organique : alcools, acides carboxyliques, esters, amines, acides aminés
Les alcools (groupe –OH) se classent en primaires, secondaires et tertiaires ; leur oxydation ménagée donne un aldéhyde puis un acide carboxylique (alcool primaire) ou une cétone…
15. Piles et électrolyse
Une pile transforme l'énergie chimique en énergie électrique grâce à une réaction d'oxydoréduction spontanée dont les réactifs sont séparés dans deux demi-piles reliées par un…
16. Sujets types BAC avec corrigés
Ce chapitre rassemble huit sujets d'entraînement calqués sur les épreuves de sciences physiques du BAC (séries S1 et S2) : mouvement d'un satellite, minuterie à condensateur,…
17. Électromagnétisme : champ magnétique et force de Laplace
Un champ magnétique B, mesuré en teslas, est créé par les aimants et par les courants. Au centre d'un solénoïde long, il est uniforme et vaut B = μ0 N I / ℓ. Un conducteur de…
18. Induction électromagnétique et auto-induction
Quand le flux magnétique Φ à travers un circuit varie, il apparaît une force électromotrice induite e = −dΦ/dt (loi de Faraday), dont le signe traduit la loi de Lenz. Cette loi…
19. Optique géométrique : réfraction, lentilles minces et instruments
Dans un milieu transparent homogène, la lumière se propage en ligne droite. À la traversée d'un dioptre, elle obéit aux lois de Snell-Descartes : n1 sin i1 = n2 sin i2, avec…
20. Ondes et optique (programme des séries L)
Une onde progressive transporte de l'énergie sans transport de matière. Elle est caractérisée par sa période T, sa fréquence f = 1/T, sa célérité v et sa longueur d'onde λ = v T.…
21. Mécanique : mouvement, forces et énergie (programme des séries L)
La mécanique décrit les mouvements et leurs causes. Un mouvement rectiligne uniforme a une vitesse constante (v = d/t) ; un mouvement rectiligne uniformément accéléré a une…
22. Électricité : circuits, puissance et courant alternatif (programme des séries L)
Un courant électrique est un déplacement de charges : son intensité I = Q/t se mesure en ampères. La loi d'Ohm U = R I relie tension et intensité dans un conducteur ohmique. Les…
23. Mécanique appliquée : résistance des matériaux et transmission de puissance
Ce chapitre de technologie industrielle (série S3) étudie le comportement des pièces sous charge. On y définit la contrainte normale σ = F/S, la loi de Hooke σ = E ε et…
24. Thermodynamique : premier et second principes, machines thermiques
Ce chapitre étudie les échanges d'énergie des systèmes gazeux et des machines thermiques. Il présente le premier principe ΔU = W + Q, le calcul du travail des forces de pression…
25. Électricité industrielle : triphasé, transformateur et moteur asynchrone
Ce chapitre présente les notions d'électricité utilisées dans l'industrie (série S3) : puissances active, réactive et apparente en alternatif, facteur de puissance et relèvement…
26. Chimie des matériaux : corrosion électrochimique, protection et polymères
Ce chapitre approfondit la chimie des matériaux pour la série S3. On y explique la corrosion comme une réaction d'oxydoréduction et la pile de corrosion à l'aide des potentiels…

Sujets types

Chapitre à lire gratuitement : Cinématique du point

1. Référentiel, repère et vecteur position

Un mouvement n'a de sens que par rapport à un référentiel : un solide de référence auquel on associe un repère d'espace (O ; i, j, k) et une horloge. Un passager d'un car-rapide Dakar–Thiès est immobile par rapport au car, mais en mouvement par rapport à la route.

La position du point mobile M à l'instant t est donnée par le vecteur position OM(t) = x(t) i + y(t) j + z(t) k. Les fonctions x(t), y(t), z(t) sont les équations horaires. La trajectoire est l'ensemble des positions successives de M ; on l'obtient en éliminant le temps entre les équations horaires.

2. Vecteurs vitesse et accélération

Vitesse instantanée : v = dOM/dt, de coordonnées vx = dx/dt, vy = dy/dt, vz = dz/dt. Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire et orienté dans le sens du mouvement. Sa norme est v = √(vx² + vy² + vz²), en m·s⁻¹.

Accélération : a = dv/dt = d²OM/dt², de coordonnées ax = dvx/dt, etc., en m·s⁻².

Remarque : sur un enregistrement chronophotographique de durée τ entre deux positions, la vitesse en Mi est approchée par vi = Mi−1Mi+1 / (2τ) et l'accélération par Δv / τ.

Attention : 1 m·s⁻¹ = 3,6 km·h⁻¹. Pour convertir 90 km·h⁻¹ en m·s⁻¹, on divise par 3,6 : 25 m·s⁻¹.

3. Mouvement rectiligne uniforme (MRU)

La trajectoire est une droite et la vitesse est constante : a = 0.

x(t) = v t + x0

Exemple : un camion roule à 80 km·h⁻¹ sur une route droite. Il parcourt 70 km en 70/80 = 0,875 h, soit 52,5 minutes.

4. Mouvement rectiligne uniformément varié (MRUV)

La trajectoire est une droite et l'accélération a est constante (même direction que la trajectoire).

v(t) = a t + v0

x(t) = ½ a t² + v0 t + x0

v² − v0² = 2 a (x − x0)

Le mouvement est accéléré si a et v ont le même signe (la norme de v augmente), retardé si leurs signes sont opposés.

Exemple : un véhicule freine de v0 = 25 m·s⁻¹ avec a = −5 m·s⁻² : il s'arrête quand v = 0, soit t = 5 s, après une distance d = v0²/(2|a|) = 62,5 m.

5. Mouvement circulaire uniforme

La trajectoire est un cercle de rayon R et la vitesse v est de norme constante. On définit la vitesse angulaire ω = dθ/dt (en rad·s⁻¹) et la période T = 2π/ω. On a v = R ω.

Le vecteur vitesse change de direction : l'accélération n'est pas nulle. Elle est centripète (dirigée vers le centre) et de norme

a = v²/R = ω² R

Exemple : une roue de rayon 0,45 m tourne à 120 tr·min⁻¹ : ω = 120 × 2π / 60 = 12,6 rad·s⁻¹, v = 5,65 m·s⁻¹ et a = 71 m·s⁻².

6. Base de Frenet (mouvement curviligne)

Pour un mouvement quelconque, on décompose l'accélération sur la base de Frenet (t, n) : a = (dv/dt) t + (v²/ρ) n, où ρ est le rayon de courbure. La composante tangentielle traduit la variation de la norme de la vitesse ; la composante normale traduit le changement de direction. Un mouvement est uniforme si dv/dt = 0.

7. Étudier un graphique

8. Méthode pour le BAC

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