Physique I

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

Contribution du cours au référentiel du programme:
Eu égard au référentiel AA du programme « Bachelier en Sciences de l'Ingénieur, orientation ingénieur civil », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage
suivants :
- AA 1.1
- AA 2.3, 2.4, 2.6, 2.7
- AA 3.1, 3.2, 3.3
- AA 4.2, 4.3, 4.4
Acquis d'apprentissage spécifiques au cours:
Les compétences marquées (*) sont initiées dans LEPL1201 et appliquées dans le cadre du projet LEPL1501 ;
a. Acquis d'apprentissage disciplinaires

À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :

Pour la partie mécanique du point:
o calculer dans l'espace vectoriel 3D associé à l'espace géométrique en utilisant les notions de produit scalaire et produit vectoriel .
o exprimer, calculer et représenter le vecteur vitesse et le vecteur accélération d'un point dont la trajectoire est décrite soit géométriquement, soit analytiquement.
o 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 (*).
o 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.
o calculer la valeur des forces s'exerçant sur les différents corps constituant un système matériel au repos, par utilisation des conditions d'équilibre statique (*).
o réduire un ensemble de forces à une seule force équivalente.
o caractériser un repère par son origine et sa base, repérer la position d'un point par rapport à un repère spécifié.
o caractériser la trajectoire d'un point par rapport à un repère, graphiquement et analytiquement (*).
o calculer la vitesse et l'accélération d'un point se déplaçant sur un cercle, et interpréter géométriquement.
o calculer la trajectoire d'un point possédant une accélération constante, par double intégration et prise en compte des conditions initiales (projectile).
o 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)(*).
o décrire les concepts de travail, énergie et puissance et les calculer dans des cas simples (*).
o expliquer ce qu'est la quantité de mouvement, une impulsion et une collision.
o utiliser les principes de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie pour décrire l'évolution de systèmes physiques simples.
o expliquer les lois de la gravitation et calculer les vitesses de libération et de satellisation.
o exprimer l'évolution de l'énergie mécanique totale d'un système non conservatif.
o 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 :
o Le champ électrique et les dipôles électriques
o la loi de Gauss
o le potentiel électrique
o la capacité et les diélectriques
o le courant, la tension, la puissance, les sources de tension et de courant
o les lois de Kirchhoff
o les circuits RC, RL et RLC
o Les circuits alternatifs

b. Acquis d'apprentissage transversaux
À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :
- 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.