Physique du bâtiment [ LARCT1125 ]

Opérations algébriques élémentaires (fractions, puissances, racines, etc.).
Familiarité avec les notions d'équation. En particulier, résolution d'équations du premier et du deuxième degré. Résolution de systèmes d'équations à plusieurs inconnues. Notions de trigonométrie et de géométrie vectorielle.

A travers la modélisation de phénomènes élémentaires, l'étudiant apprend à mettre en équations et à résoudre des problèmes posés dans une   variété de circonstances se référant toutes aux principes simples et rigoureusement mathématisés de la mécanique classique.

En le familiarisant avec les notions fondamentales de force d'une part, et de position, de vitesse et d'accélération de l'autre, ce cours lui apporte en outre un éclairage essentiel sur le cadre conceptuel naturel de toute science de la résistance des matériaux et de la stabilité.

Enfin, l'étude de la gravitation universelle le conduit à apprécier celle dont le rôle est déterminant entre tous dans la constitution de nos environnements naturel et construit, et avec qui il devra composer dans la plupart de ses gestes professionnels.

Outre le développement de ses aptitudes à l'analyse et la résolution de  problèmes, l'objectif du cours de physique est donc de permettre à  l'étudiant de comprendre les fondements d'une discipline à laquelle il se trouvera confronté tout au long de sa carrière d'architecte.

Examen écrit en fin de quadrimestre.

Cours magistral (6 x 2 heures).
Séances d'exercices (6  x 2 heures).

Grandeurs physiques

Les grandeurs fondamentales espace et temps sont définies, ainsi que la vitesse moyenne. Viennent ensuite les grandeurs vectorielles de position et de déplacement, et la notion de trajectoire. Un rappel sur les vecteurs et leur décomposition dans le plan et l'espace est prévu à cet effet. 

Cinématique

Après définition des grandeurs dérivées de vitesse et d'accélération instantanées, les mouvements élémentaires sont étudiés dans des espaces à une ou plusieurs dimensions : mouvement rectiligne uniforme (MRU), mouvement rectiligne uniformément accéléré (MRUA), mouvement uniformément accéléré (MUA) ñ chute libre ou mouvement d'un projectile (portée, hauteur maximale, trajectoire, angle de tir, etc.).

Dynamique du point

Les grandeurs physiques fondamentales de masse et de force sont introduites pour permettre la formulation des lois du mouvement de Newton. A l'aide de bilans de forces, celles-ci sont exploitées dans une série de problèmes de difficulté croissante impliquant une ou plusieurs masses ponctuelles, des câbles, des poulies fixes et mobiles, des plans inclinés, des frottements statiques et cinétiques.

Mouvement circulaire

Dans le mouvement circulaire uniforme, l'accélération centripète est mise en évidence et calculée. La dynamique du mouvement circulaire est brièvement introduite.

Gravitation

Suivant les traces de Newton, la loi de la gravitation universelle est formulée sur base d'une tentative d'unification des phénomènes « terrestres » (chute d'une pomme dans un verger) et
« célestes » (mouvement de rotation de la Lune autour de la Terre). Ce rapprochement devient prétexte à l'étude du mouvement des satellites et de ses conséquences dans le développement de la connaissance des astres.

GIANCOLI D.C. (1993), Physique générale, De Boeck, traduction de GIANCOLI D.C. (2000), Physics for Scientists & Engineers, 3rd ed., Prentice-Hall.