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INSTITUT POLYTECHNIQUE
DES SCIENCES AVANCEES
M. Bouguechal
Département de physique
Professeur référent des Aérosup
Email : [email protected]
Site http://jam.bouguechal.free.fr
Forum de discussion : http://forumphysique.ipsa.free.fr
 Professeur de physique I et II, en Aérosup.
 Professeur de thermodynamique en Aérospé.
(Edition 2012 - 2013)
INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES AVANCEES
7 / 9, rue Maurice Grandcoing – 94200
Ivry Sur Seine
* Tél. : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13
Etablissement Privé d’Enseignement Supérieur Technique – SIRET N° 433 695 632 00011 – APE 803Z
1
Quelques règles de
discipline
Une règle générale : le respect.
 Le respect des horaires de cours :
Début des cours :
8 H 30,
10 H 35,
14 H,
16 H 05
 Ne pas arriver en retard sous peine d’être
refusé ou sanctionné.
Toutes les absences et tous les retards doivent
être justifiées. Imprimé à retirer à l’accueil.
Les exclusions de cours sont comptabilisées.
 Le respect des biens : ne pas dégrader, ne pas
écrire sur les tables, les murs…. ,ne pas
apporter de boissons ou de la nourriture dans
les salles…
 Le respect des cours : ne pas bavarder, ne pas
lire des journaux, ne pas jouer avec la
calculatrice ni avec le portable, ne pas
consulter le portable, ne pas écouter de la
2
musique, ne pas dessiner, ne pas manger, ne
pas mâcher de chewing gum …..et donc
aucune nourriture, canette, gobelet, aucun
journal, téléphone portable, lecteur MP3 .. ne
doit etre posé sur la table pendant le cours.
 Le respect de vos camarades,
professeurs et du personnel.
de
vos
Tout non-respect de ces règles élémentaires de la
vie scolaire pourra entraîner des sanctions :
Exclusion du cours, avertissement, travail d’intérêt
général, exclusion temporaire ou définitive du
cours ou de l’école. Une note de discipline ( un
crédit ) est attribuée à chaque élève, elle est
intégrée au calcul de la moyenne générale
annuelle.
3
INSTITUT POLYTECHNIQUE
DES SCIENCES AVANCEES
Rapport d’incident
Professseur : M.
Lieu :
Date :
Salle :
Heure :
Elève :
Classe :
Motif du rapport :
Signature du
professeur :
Suite à donner :
o Travail d’interet général ( un Tige ) :
Durée :
□4h
□8h
autre
□
o Avertissement :
Rapport numéro :
7 / 9, rue Maurice Grandcoing – 94200 Ivry Sur Seine * Tél. : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13
Etablissement Privé d’Enseignement Supérieur Technique – SIRET N° 433 695 632 00011 – APE 803Z
4
INSTITUT
POLYTECHNIQUE
DES
SCIENCES
AVANCEES
5 / 7, rue Maurice
Grandcoing
94200 Ivry Sur Seine
tél. : 01.44.08.01.13
Bibliographie, Internet
et Musées
Formulaires généraux
Le formulaire PCSI-PTSI-PC-PSI-PT
2000 formules de physique, chimie et mathématiques
Lionel Percheron
Dunod
( environ 12 euros )
Le formulaire de Mathématiques pour la physique
D.Damman Dunod ( environ 12 euros )
5
Physique 1: Cinématique et mécanique du point
 Les nouveaux précis de physique : Mécanique (
cours, méthodes et exercices résolus )
Auteurs : Jean-Louis Queyrel
Editeur : Bréal
 Mécaniqe PCSI (cours, méthodes et exercices
résolus )
Auteurs : C.Clerc et P.Clerc
Editeur : Bréal
Physique 2 : Oscillations mécaniques, optique
géométrique, Calorimétrie
 Les nouveaux précis de physique : Optique
MPSI-PCSI-PTSI (Cours, méthodes et
exercices résolus )
Auteurs : Brender et Sauzeix
Editeur : Bréal
Editeur :Breal
Electromagnétisme : Electrostatique,
magnétostatique, phénomènes d’induction,
équations de Maxwell.
6
 Les nouveaux précis de physique :
Electromagnétisme MPSI ( cours, méthodes et
exercices résolus)
Auteurs : Krempf
Editeur : Bréal
 Les nouveaux précis de physique :
Electrocinétique MPSI ( cours, méthodes et
exercices résolus)
Auteurs : Rosset
Editeur : Bréal
Thermodynamique :
 Les nouveaux précis de physique :
Thermodynamique PCSI ( cours, méthodes et
exercices résolus )
Auteurs : Faverion
Editeur : Bréal
etc
7
Culture générale scientifique
Une histoire de la physique et de la chimie
Auteur : Rosmorduc
Editeur : Editions du Seuil ( Points Sciences )
Petite logique des forces
Auteur : Sandori
Editeur : Editions du Seuil ( Points Sciences )
La nature de la physique
Auteur : Feynman
Editeur : Editions du Seuil ( Points Sciences )
La lumière
Auteur : Maitte
Editeur : Editions du Seuil ( Points sciences )
8
Où acheter ?
http://www.priceminister.com/
Autres sites ……
Ebay ……etc etc etc …. ;
Internet
 http://www.univlemans.fr/enseignements/physique/02/index.html
(cours interactif complet de physique à aspirer )
 http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/blanquet/
 http : //www.univ-lemans.fr/enseignements/chimie/01/index.html
(cours interactif complet de chimie )
 http://www.faidherbe.org/site/cours/dupuis/accueil.htm
(Cours de chimie générale très complet )
Musées :
Le Palais de la découverte : Paris 8ème
Tél :01 56 43 20 20
9
Musée des sciences et des techniques : Paris 3ème
Tél :01 53 01 82 00 (Arts et métiers)
Musée de l’air et de l’espace : Bourget (93)
Tél :01 49 92 71 99
Cité des Sciences et de l’industrie : Paris 19ème
Tél : 01 40 05 70 00
10
Les données suivantes sur les cours, les TD, les TP et les mini-projets sont
données à titre indicatif, elles sont susceptibles de changer d’une année à l’autre,
veuillez consulter l’intranet de l’école ou l’administration pour tout renseignement
complémentaire.
Cours de Physique Générale I : Ph 11 (1er semestre )
Volume horaire : 48 H Crédits : 3
24 H Cours
22 H TD
2 H TP
Contrôles : 1 ou 2 devoirs surveillés (2 H,) 1 partiel ( 2H )
TP : 1 compte-rendu.
Professeur : M. Bouguechal
Chapitre un : Les grandeurs physiques et leur mesure
1.1 Dimensions. Homogénéité
1.2 Analyse dimensionnelle
1.3 Unités
1.4 Calculs d’incertitude. Calculs approchés
Chapitre deux : Cinématique
2.1 Objet de la cinématique
2.2 Le temps et l’espace
2.3 La trajectoire
2.4 Le vecteur-vitesse
2.5 Le vecteur-accélération
2.6 Composantes des vecteurs-vitesse et accélération en
coordonnées cartésiennes.
2.7 Composantes des vecteurs-vitesse et accélération en
coordonnées polaires et cylindriques.
2.8 Composantes des vecteurs-vitesse et accélération en
coordonnées sphériques.
2.9 Exemples de mouvements.
Chapitre trois : Les référentiels
3.1 Hypothèses fondamentales de la cinématique de
Galilée
3.2 Le référentiel en translation
3.3 Le référentiel en rotation
Chapitre quatre : Relation fondamentale de la dynamique
11
4.1 Masse. Centre de masse. Barycentre
4.2 Le vecteur quantité de mouvement
4.3 Relation fondamentale de la dynamique
Chapitre cinq : Travail. Energie
5.1 Travail. Puissance. Théorème de l’énergie cinétique
5.2 Oscillateur harmonique
5.3 Recherche d’une position d’équilibre. Stabilité
Chapitre six : Le moment cinétique
6.1 Définition. Théorème du moment cinétique
6.2 Expressions analytiques du moment cinétique
6.3 Les mouvements à force centrale
Chapitre sept : Interaction de gravitation
7.1 Attraction universelle. Champ de gravitation
7.2 Champ de gravitation de la terre
7.3 Poids d’un corps
7.4 Satellites circulaires
Liste des travaux pratiques
TP
Utilisation de Word et de l’éditeur d’équations
TP
Utilisation d’Excel en physique
TP 1
Conservation de la quantité de movement lors
d’un choc
MP 1
MP 2
Mini-projet
Analogie entre un ressort linéaire et un
ressort spiral
Etude de la comète de Halley
12
Crédit
1
1
Cours de Physique Générale II : Ph 12 (2ème semestre)
Volume horaire : 48 H Crédits : 3
24 H Cours
18 H TD
6 H TP
Contrôles : 1 ou 2 devoirs surveillés (2 H,) 1 partiel (2H)
TP : 3 comptes-rendus.
Professeur : M. Bouguechal
Chapitre un : Etudes des mouvements vibratoires
1.1 Etude du mouvement en régime sinusoïdal
1.2 Etude de l’amortissement
1.3 Etude des oscillations forcées
Chapitre deux : Optique géométrique
2.1 Propagation rectiligne de la lumière
2.2 Réflexion. Réfraction. Diffraction
2.3 Lentilles minces
2.4 Miroirs
Chapitre trois : Calorimétrie
3.1 Température. Notion de chaleur
3.2 Changement d’état
3.3 Modes de transmission de la chaleur
TP 1
TP 2
TP 3
Liste des travaux pratiques
Lois de la réflexion et la réfraction
Loi de Boyle-Mariotte
Mesures calorimétriques
MP 1
Mini-projet
Etude d’oscillateurs couplées
13
Cours de structure de la matière : Ph 13 ( 1 er semestre )
Volume horaire : 24 H Crédits : 2
12 H Cours
12 H TD
Contrôles : 1 Devoir surveillé (2 H,) 1 partiel (2H)
Professeur : M. Bouguechal
Chapitre un : La lumiére : onde ou corpuscule ?
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
La diffraction
Les fentes de Young
L’effet photoélectrique
Le rayonnement d’un corps noir
Le postulat de Planck
Chapitre deux : Les limites de la mécanique classique
2.1
2.2
2.3
Spectre d’émission de l’atome d’hydrogène
La théorie de Bohr
Les limites de la théorie de Bohr
Chapitre trois : Les bases de la mécanique quantique
3.1
3.2
3.3
3.4
La relation de De Broglie
Le principe d’incertitude de Heisenberg
L’équation de Schrödinger
Les solutions de l’équation de Schrödinger pour
l’atome d’hydrogène.
Chapitre quatre : Les atomes polyélectroniques
4.1
4.2
4.3
L’atome polyélectronique
Règles de remplissage des couches et sous-couches.
Règles de Slater
14
Chapitre cinq : La classification périodique des éléments
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Classement des éléments
Les familles
Variation des masses atomiques
Variation des rayons atomiques
Variation des potentiels d’ionisation
Variation de l’électronégativité
Variation des rayons de valence
Chapitre six : Structure électronique des molécules
6.1
Théorie de l’hybridation
6.1.1 Introduction
6.1.2 Hybridation sp3
6.1.3 Hybridation sp2
6.1.4 Hybridation sp
6.1.5 Hybridation d sp3
6.2
Géométrie des molécules ( méthode VSEPR )
6.2.1 Introduction
6.2.2 Résultats expérimentaux
6.2.3 Principes de la méthode VSEPR
6.2.4 Les différents arrangements des doublets
15
Cours d’électromagnétisme : Ph 22 ( 2 semestres )
Volume horaire : 48 H Crédits : 4
32 H Cours
16 H TD 4 H TP
Contrôles : 2 Devoirs surveillés (2 H,) 2 partiels (2H)
TP et Bureau d’études : 2 comptes-rendus.
Professeur : M. Richard
Chapitre un : Electrostatique
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Loi de Coulomb
Champ électrostatique E. Propriétés
Potentiel. Flux. Théorème de Gauss
Lignes de champ et équipotentielles
Opérateurs grad. div. rot et laplacien
Relations fondamentales de l’électrostatique
Chapitre deux : Conducteurs en équilibre.
Condensateurs
2.1 Propriétés d’un conducteur en équilibre.
Théorème de Coulomb
2.2 Equilibre d’un système de conducteurs.
Influence et capacité.
2.3 Méthode de calcul des capacités
2.4 Energie emmagasinée. Densité d’énergie
Chapitre trois : Magnétostatique
3.1
3.2
3.3
3.4
Forces magnétiques. Loi de Laplace
Champ magnétique. Loi de Biot et Savart
Théorème d’Ampère. Applications
Equations locales de la magnétostatique
16
3.5 Travail des forces magnétiques. Théorème de
Maxwell. Inductance
Chapitre quatre : Induction
4.1
4.2
4.3
4.4
Expériences fondamentales. Loi de Lenz
Etude théorique. Champ électromoteur
Loi de Faraday
Energie électromagnétique
Chapitre cinq : Ondes électromagnétiques
5.1
5.2
5.3
5.4
Equations de Maxwell
Equation de propagation
Onde plane
Propagation de l’énergie
Chapitre six : Electromagnétisme dans la matière
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
TP 1
TP 2
Les milieux diélectriques
Mécanisme de la polarisation
Milieux magnétiques
Théorie du diamagnétisme et paramagnétisme
Ferromagnétisme
Liste des travaux pratiques ( M. Bouguechal )
Tracé des lignes de champ à l’aide d’une cuve
rhéographique
Vérification de la loi de Biot et Savart. Bobines
de Helmholtz
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Cours de thermodynamique : En 21 ( 2 semestres )
Volume horaire : 52 H Crédits : 4
24 H Cours
20 H TD
4 H TP
Contrôles : 2 Devoirs surveillés (2 H,) 1 partiel (2H)
TP et Bureau d’études : 2 comptes-rendus
Professeur : M. Bouguechal
Chapitre un : Notion de température
1.1 Définition qualitative et échelle
1.2 Notion de chaleur
1.3 Vocabulaire thermodynamique
Chapitre deux : Equations d’état, gaz parfait, gaz réels
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Equation d’état et représentation
Transformations réversibles
Coefficients élastiques
Equation d’état et gaz parfait
Equation d’état et gaz réels
Chapitre trois : Echanges de travail et de chaleur
3.1
3.2
3.3
3.4
Echange de travail, échange de chaleur
Convention de signe
Travail
Chaleur
Chapitre quatre : Premier principe de la thermodynamique
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Principe de l’équivalence
Premier principe de la thermodynamique
Energie interne comme fonction d'état
Traduction mathématique du premier principe
Expression du premier principe à partir de
l’enthalpie
18
4.6 Relation de Reech
Chapitre cinq : Deuxième principe de la thermodynamique
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Insuffisances du premier principe
Enoncé du postulat
Enoncés historiques
Cycle de Carnot
Entropie comme fonction d’état
Exemples de calcul de variation d’entropie
Traduction mathématique du deuxième principe
Chapitre six : Fonctions caractéristiques et potentiels
6.1 Fonctions caractéristiques et relations de Maxwell
6.2 Potentiels thermodynamiques
6.3 Potentiels thermodynamiques généralisés
Chapitre sept : Gaz réels, application aux détentes
7.1 Compressibilité des gaz réels
7.2 Equation d’état des gaz réels
7.3 Application aux détentes
Chapitre huit : Machines thermiques
8.1
8.2
8.3
8.4
Définition des machines thermiques
Diagramme de raveau
Efficacité des machines thermiques
Cycles de moteurs thermiques
Chapitre neuf : Troisième principe de la thermodynamique
9.1
Insuffisances des deux premiers principes
19
9.2 Postulat de Nernst ou 3ème Principe de la
thermodynamique
Chapitre dix : thermodynamique microscopique
10.1 Hypothèse de la théorie cinétique des gaz
10.2 Distribution gaussienne des vitesses
10.3 Densité de probabilité pour la norme de la vitesse
10.4 Pression cinétique
10.5 Température cinétique
10.6 Energie interne du gaz parfait monoatomique
10.7 Distribution de Maxwell en fonction de la
température
Chapitre onze : Transitions de phase de corps purs
11.1 Introduction
11.2 Transitions de phase
11.3 Conditions d’équilibre d’un corps
plusieurs phases
11.4 Etude thermodynamique
11.5 Courbes d’équilibre
11.6 Etude de l’équilibre liquide-gaz
TP 1
TP 2
MP 1
pur
sous
Liste des travaux pratiques
Mesure de la constante adiabatique d’un gaz
Tracé du cycle et mesure de l’indice de
performance d’une pompe à chaleur
Mini-projet
Equation d’état de Van Der Waals
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Cours d’optique ondulatoire : Ph 23 (2éme semestre)
Volume horaire : 24H Crédits : 2
Contrôles : 1 Devoir surveillé (2 H,) 1 partiel (2H)
TP et Bureau d’études : 2 comptes-rendus
Professeur : M. Richard
1. Propagation des ondes
2. Ondes électromagnétiques et photons
3. Polarisation
4. Interférences
21
INSTITUT
POLYTECHNIQUE
DES
SCIENCES
AVANCEES
M. Bouguechal
Département de
physique
Bonne rentrée scolaire
et bon courage !
Professeur référent des
Aérosup
Email : [email protected]
Site : http://jam.bouguechal.free.fr
Forum de discussion :
http://forumphysique.ipsa.free.fr
(Edition 2012 - 2013)
 Professeur de
physique I et II,
Structure de la
matière en Aérosup.
 Professeur de
INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES
AVANCEES
thermodynamique
en Aérospé.
7 / 9, rue Maurice Grandcoing – 94200
Seine
Ivry Sur
* Tél. : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13
Etablissement Privé d’Enseignement Supérieur Technique –
SIRET N° 433 695 632 00011 – APE 803Z
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