Pour commencer nous reviendrons sur le concept d’oscillateur vu au S1 mais en étudiant leur comportement lorsque ceux-ci sont soumis à un forçage périodique. Nous aborderons le phénomène de résonance.
Le cours de mécanique du S2 est la suite du cours de mécanique 1 du S1. Il est indispensable pour la licence Physique et un parcours Physique-Chimie-Enseignement. Il est fortement recommandé pour les étudiants de Sciences de la Terre.
Le cours est composé de 5 chapitres traitant des oscillateurs, de la quantité de mouvement et des chocs, de la rotation d'un solide autour d'un axe fixe, de l'étude de la gravitation et de la trajectoire des planètes, et enfin des conséquences du caractère non Galiléen de la plupart des référentiels d'étude des problèmes de mécanique.
Pour commencer nous reviendrons sur le concept d’oscillateur vu au S1 mais en étudiant leur comportement lorsque ceux-ci sont soumis à un forçage périodique. Nous aborderons le phénomène de résonance.
Dans une première partie nous définirons la quantité de mouvement d'un point matériel et d'un système de points matériels. Nous démontrerons que la variation de la quantité de mouvement totale d'un système de points est relié aux forces extérieures s'appliquant sur ce système généralisant ainsi la seconde loi de Newton. Dans une seconde partie nous traiterons de nombreux exemples, du plus simple au plus évolué, faisant intervenir la conservation de la quantité de mouvement. La troisième partie introduit le concept de centre de masse qui permet de résoudre plus facilement le problème général du choc de deux particules. La quatrième partie s'attache à décrire la physique des chocs élastiques et à traiter des exemples assez simples (mais pas simplistes) de collisions élastiques. La dernière partie, plus difficile, s'efforce de décrire de manière détaillée le choc élastique de deux particules ponctuelles.
Dans ce chapitre nous aborderons les notions importantes de moment cinétique et moment d’inertie. En application nous étudierons le gyroscope.
L'examen traitera des deux premiers chapitres.
L’étude de la théorie de la gravitation de Newton et de ses conséquences sur le mouvement des astres. Démonstration des fameuses trois lois de Kepler.
Dans ce chapitre nous étudierons comment les lois de la mécanique s’expriment dans des référentiels non Galiléens. Nous découvrirons les fameuses forces centrifuge et forces de Coriolis.
Les Travaux Pratiques de Mécanique se déroulent sur 4 séances. Les thèmes abordés recouvrent les notions de chocs, de diagramme d’énergie, d’oscillateurs et de rotations. Chacun des TP est indépendant mais des notions identiques peuvent se retrouver sur plusieurs séances. Un travail préparatoire avant les TP est absolument indispensable pour préparer au mieux les séances.
Aucun compte rendu n’est demandé à l’issu des séances. Par contre il faut remplir un cahier de manipulation qui résumera tout votre travail expérimental, vos questionnements, remarques et astuces ainsi que l’ensemble de vos résultats sous la forme de valeurs numériques, de tableaux de mesures et de graphes.
L’évaluation des TP se fera en fin de semestre à la manière des ECE du baccalauréat. Le jour de l’épreuve vous tirerez au sort un sujet vous demandant de répondre à un objectif. Vous serez évalué sur la mise en œuvre de la démarche expérimentale pour atteindre cet objectif et sur votre manière de réinvestir les compétences expérimentales et générales acquises pendant les 4 séances. En fonction des consignes du sujet, vous aurez la possibilité ou non d’utiliser votre cahier de manipulation le jour de l’examen.
L'examen traitera de tous les chapitres du semestre.