Objectifs (en terme de compétences)

Cours d'introduction à la mécanique, à la physique des ondes et aux éléments de la physique moderne.

Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)

Le cours est divisé en trois parties. La première aborde la mécanique du point et des systèmes simples. Après l'étude cinématique des mouvements, on y introduit les principes de Newton, les notions fondamentales d'impulsion, de quantité de mouvement, de travail, d'énergie et de puissance, ainsi que le principe de la conservation de l'énergie. Dans le cadre de la dynamique des systèmes, on étudie ensuite les collisions et la rotation des corps rigides en introduisant les concepts de moment de force et de moment cinétique. Ces différentes notions seront appliquées dans l'étude des mouvements oscillants, oscillateur harmonique et pendule simples, et de la gravitation. Cette partie se termine par une introduction à la mécanique des fluides et aux lois des gaz.

La deuxième partie introduit la physique des ondes (ondes mécaniques et sonores) et met en évidence quelques propriétés particulières comme l'effet Doppler, les interférences et la diffraction.

La dernière partie aborde la physique moderne en mettant l'accent sur les apports de la relativité restreinte et de la physique quantique à la compréhension de la structure de la matière, des interactions fondamentales, ainsi que de la naissance et de l'évolution de notre univers.

Une première approche de l'expérimentation en physique est proposée, articulée autour de la caractérisation des grandeurs principales présentes dans les systèmes mécaniques simples.

Résumé : Contenu et Méthodes

Partie 1 : Mécanique
Introduction - concepts fondamentaux - mesures et calculs d'erreurs
Vecteurs
Cinématique
Dynamique du point matériel
Dynamique des systèmes matériels
Mouvements oscillants
Gravitation
Statique et dynamique des fluides
Chaleur, température et lois des gaz

Partie 2 : Introduction à la physique des ondes
Caractéristiques générales des ondes - ondes progressives et stationnaires
Ondes sonores - effet Doppler
Interférences et diffraction

Partie 3 : Introduction à la physique moderne
Relativité restreinte
Fondements de la physique quantique
Structure de la matière et interactions fondamentales

Méthodes :
Cours magistraux soutenus par des démonstrations, accompagnés d'exercices pratiques. Certains aspects de la matière seront vus ou approfondis par le biais de laboratoires.

Autres informations (Pré-requis, Evaluation, Support, ...)

Support : BENSON Harris, Physique. Tome 1 Mécanique et Tome 3 Ondes-Optique et Physique Moderne, Traduction française, De Boeck Université. La version anglaise du même ouvrage pourra être utilisée avec profit par les étudiants soucieux d'approfondir leur connaissance en anglais.

Autres crédits de l'activité dans les programmes