Physique 1 : Mécanique

Description

Physique 1: Mécanique Copyright Avant-propos Nouveautés de la 5e édition Des outils pédagogiques éprouvés Les aides pédagogiques Remerciements Sommaire Table des matières CHAPITRE 1: Introduction 1.1 Qu’est-ce que la physique ? 1.2 Notions, modèles et théories APERÇU HISTORIQUE Théorie géocentrique et théorie héliocentrique 1.3 Les unités 1.4 La notation en puissances de dix et les chiffres significatifs 1.5 L’ordre de grandeur 1.6 L’analyse dimensionnelle 1.7 Les référentiels et les systèmes de coordonnées CHAPITRE 2: Les vecteurs 2.1 Grandeurs physiques scalaires et vectorielles 2.2 L’addition des vecteurs 2.3 Composantes et vecteurs unitaires 2.4 Le produit scalaire 2.5 Le produit vectoriel CHAPITRE 3: La cinématique à une dimension 3.1 La cinématique de la particule 3.2 Le déplacement et la vitesse 3.3 La vitesse instantanée 3.4 L’accélération 3.5 L’utilisation des aires 3.6 Les équations de la cinématique à accélération constante MÉTHODE DE RÉSOLUTION Cinématique APERÇU HISTORIQUE La chute des corps 3.7 La chute libre verticale 3.8 La vitesse limite 3.9 La cinématique à une dimension pour une accélération quelconque SUJET CONNEXE Les effets physiologiques de l’accélération CHAPITRE 4: L’inertie et le mouvement à deux dimensions 4.1 La première loi de Newton APERÇU HISTORIQUE L’élaboration du concept d’inertie 4.2 Le mouvement dans l’espace 4.3 Le mouvement d’un projectile SUJET CONNEXE Les projectiles réels 4.4 Le mouvement circulaire uniforme 4.5 Les référentiels d’inertie 4.6 La vitesse relative 4.7 La transformation de Galilée 4.8 Le mouvement circulaire non uniforme CHAPITRE 5: Dynamique de la particule, partie 1 5.1 La force et la masse 5.2 La deuxième loi de Newton 5.3 Le poids 5.4 La troisième loi de Newton 5.5 Les applications des lois de Newton MÉTHODE DE RÉSOLUTION Dynamique à deux dimensions 5.6 Le poids apparent CHAPITRE 6: Dynamique de la particule, partie 2 6.1 Le frottement 6.2 La dynamique du mouvement circulaire 6.3 Les orbites de satellites 6.4 Le mouvement dans un milieu résistant 6.5 Les référentiels non inertiels SUJET CONNEXE Le phénomène du frottement CHAPITRE 7: Travail et énergie 7.1 Le travail effectué par une force constante SUJET CONNEXE Le travail d’origine biologique 7.2 Le travail effectué par une force variable dans une dimension 7.3 Le théorème de l’énergie cinétique en une dimension 7.4 La puissance SUJET CONNEXE L’énergie et l’automobile 7.5 L’avantage mécanique 7.6 Le travail et l’énergie en trois dimensions CHAPITRE 8: La conservation de l’énergie 8.1 Le concept d’énergie potentielle 8.2 Les forces conservatives 8.3 L’énergie potentielle et les forces conservatives 8.4 Les fonctions énergie potentielle 8.5 La conservation de l’énergie mécanique MÉTHODE DE RÉSOLUTION Conservation de l’énergie 8.6 L’énergie mécanique et les forces non conservatives 8.7 Force conservative et fonction énergie potentielle 8.8 Les diagrammes d’énergie 8.9 Énergie potentielle gravitationnelle, vitesse de libération SUJET CONNEXE Les trous noirs 8.10 Généralisation du principe de conservation de l’énergie SUJET CONNEXE La nutrition: avant tout une question d’énergie CHAPITRE 9: La quantité de mouvement 9.1 La quantité de mouvement et sa conservation APERÇU HISTORIQUE La quantité de mouvement et l’élaboration des lois de Newton 9.2 La conservation de la quantité de mouvement dans une collision MÉTHODE DE RÉSOLUTION Conservation de la quantité de mouvement dans une collision APERÇU HISTORIQUE Robert Goddard et les premières fusées 9.3 Les collisions élastiques à une dimension APERÇU HISTORIQUE Les chocs et la relativité galiléenne 9.4 L’impulsion 9.5 Comparaison entre la quantité de mouvement et l’énergie cinétique 9.6 Les collisions élastiques à deux dimensions 9.7 La propulsion d’une fusée dans l’espace CHAPITRE 10: Les systèmes de particules 10.1 Le centre de masse 10.2 Le centre de masse d’un corps rigide 10.3 Le mouvement du centre de masse APERÇU HISTORIQUE L’équivalence masse-énergie, «E = mc» 10.4 L’énergie cinétique d’un système de particules 10.5 Le théorème de l’énergie cinétique pour un système de particules 10.6 Le travail effectué par frottement 10.7 Les systèmes de masse variable SUJET CONNEXE La propulsion ionique CHAPITRE 11: La rotation d’un corps rigide autour d’un axe fixe 11.1 La cinématique de rotation 11.2 Énergie cinétique de rotation et moment d’inertie 11.3 Les moments d’inertie des corps rigides 11.4 La conservation de l’énergie mécanique incluant l’énergie de rotation 11.5 Le moment de force 11.6 Étude dynamique du mouvement de rotation d’un corps rigide autour d’un axe fixe 11.7 Travail et puissance en rotation 11.8 Étude dynamique du frottement de roulement 11.9 La nature vectorielle de la vitesse angulaire CHAPITRE 12: Équilibre statique et moment cinétique 12.1 L’équilibre statique MÉTHODE DE RÉSOLUTION Statique SUJET CONNEXE Comment une poutre tient à un mur 12.2 Le centre de gravité 12.3 Le moment cinétique d’un corps rigide en rotation autour d’un axe fixe SUJET CONNEXE Pirouettes, vrilles et sauts périlleux 12.4 Les vecteurs moment de force et moment cinétique 12.5 La dynamique de rotation 12.6 La conservation du moment cinétique 12.7 L’équilibre dynamique 12.8 Spin et moment cinétique orbital 12.9 Le mouvement gyroscopique CHAPITRE 13: La gravitation 13.1 La loi de la gravitation de Newton MÉTHODE DE RÉSOLUTION Force gravitationnelle résultante 13.2 Masse gravitationnelle et masse inertielle 13.3 Le champ gravitationnel 13.4 Les lois de Kepler et le mouvement des planètes APERÇU HISTORIQUE Les circonstances de la publication des «Principia» SUJET CONNEXE Les marées 13.5 Les distributions continues de masse CHAPITRE 14: Solides et fluides 14.1 Masse volumique et densité 14.2 Les modules d’élasticité SUJET CONNEXE La résistance des matériaux 14.3 La pression dans les fluides au repos 14.4 Le principe d’Archimède 14.5 L’équation de continuité 14.6 L’équation de Bernoulli CHAPITRE 15: Les oscillations 15.1 L’oscillation harmonique simple 15.2 Le système bloc-ressort 15.3 L’énergie dans un mouvement harmonique simple 15.4 Les pendules 15.5 Les oscillations amorties 15.6 Les oscillations forcées et la résonance SUJET CONNEXE Autant en emporte le vent: l’effondrement du pont de Tacoma Narrows CHAPITRE 16: Température, dilatation thermique et loi des gaz parfaits 16.1 Le concept de température 16.2 Les échelles de température 16.3 Le principe zéro de la thermodynamique 16.4 L’équation d’état d’un gaz parfait 16.5 Le thermomètre à gaz 16.6 La dilatation thermique CHAPITRE 17: Le premier principe de la thermodynamique 17.1 La chaleur spécifique 17.2 La chaleur latente 17.3 L’équivalent mécanique de la chaleur 17.4 Le travail en thermodynamique 17.5 Le premier principe de la thermodynamique 17.6 Quelques applications du premier principe de la thermodynamique 17.7 Le premier principe appliqué aux gaz parfaits 17.8 La vitesse du son 17.9 La transmission de chaleur CHAPITRE 18: La théorie cinétique 18.1 Le modèle du gaz parfait 18.2 L’interprétation cinétique de la pression 18.3 L’interprétation cinétique de la température 18.4 Les chaleurs spécifiques d’un gaz parfait 18.5 L’équipartition de l’énergie 18.6 La distribution des vitesses de Maxwell-Boltzmann 18.7 Le libre parcours moyen 18.8 L’équation de Van der Waals; les diagrammes de phase CHAPITRE 19: L’entropie et le deuxième principe de la thermodynamique 19.1 Les moteurs thermiques et l’énoncé de Kelvin-Planck du deuxième principe 19.2 Les réfrigérateurs et l’énoncé de Clausius du deuxième principe 19.3 L’équivalence des énoncés de Kelvin‑Planck et de Clausius 19.4 Les processus réversibles et irréversibles 19.5 Le cycle de Carnot 19.6 Le moteur à essence (cycle d’Otto) 19.7 L’entropie 19.8 L’entropie et le deuxième principe 19.9 La disponibilité de l’énergie 19.10 Entropie et désordre 19.11 La mécanique statistique 19.12 Entropie et probabilité 19.13 L’échelle de température absolue Annexe A: Unités SI Annexe B: Rappels de mathématiques Annexe C: Rappels de calcul différentiel et intégral Annexe D: Tableau périodique des éléments Annexe E: Table des isotopes les plus abondants Réponses aux exercices et aux problèmes Sources des photographies Index