.CVIIISystèmes conservatifs unidimensionnels .1Définitions .aSystème conservatif .bUnidimensionnalité .cEquation horaire du mouvement (forme intégrale) .2Le pendule simple .aDispositif expérimental .bConservation de l’énergie mécanique .3La molécule de H2 .aEnergie potentielle .bEtats .cAnalogie avec le pendule simple .CIXPositions d’équilibre et oscillations .1Position d’équilibre .aCaractérisation .bStabilité .2Oscillateur harmonique .aDéfinition .bRésolution .3Approximation harmonique .aFondements .bConditions de validité .cConséquences
Conclusion
Ouverture sur les énergies potentielles de réaction et les surfaces 2D.
Bibliographie
LP 45 : Le modèle du gaz parfait : interprétation microscopique ; notion de théorie cinétique des gaz. Interprétation moléculaire qualitative de la pression et de la température du gaz parfait. (BCPST 1)
Leçon précédente
IV.1.Application des principes de la thermodynamique aux gaz parfait. Modèle du gaz parfait. Equation d’état. Définition de la température absolue. Détente de Joule-Gay-Lussac. Energie interne. Enthalpie, entropie d’un gaz parfait. Transformation isentropique, loi de Laplace.
Leçon suivante
IV.2.(suite) Interprétation statistique simple de l’entropie : calcul de la variation d’entropie d’un système de N particules passant d’un volume V à un volume double. Répartition de Boltzmann.
Introduction
.CXTraitement statistique des gaz .1Problématique .2Modèle des gaz parfaits .aHypothèses microscopiques .bHypothèses macroscopiques .cTraitement des coordonnées internes .3Limites de validité du modèle .CXIEtude énergétique du gaz parfait .1Energie interne .aEnergie cinétique microscopique .bVitesse quadratique moyenne .cCoordonnées internes .2Température cinétique .aDéfinition .bExpression .cExemple de l’hélium .CXIIPression cinétique .1Origine physique (exptl : HP + billes ) .2Expression .aModèle des chocs élastiques .bTransfert de quantité de mouvement .cEquation d’état des gaz parfaits
Conclusion
Bibliographie
LP 46 : Cycle thermodynamique d’un fluide réel : machines thermiques. (BCPST 1)
Leçon précédente
C.IV. Le modèle du gaz parfait.
Leçon suivante
D. Optique géométrique.
Introduction
.CXIIIEtude théorique .1Définitions .aMachine thermique .bCycle .cMachine ditherme .2Application du second principe .aInégalité de Clausius .bEnoncé de Clausius .cEnoncé de Kelvin .3Diagramme de Raveau .4Théorème de Carnot .aThéorème .bCycle .CXIVApplications .1Moteur à quatre temps .aDescription .bModélisation du cycle réel .cRendement .2Système réfrigérant .aDescription .bEtude théorique .3Pompe à chaleur .aDescription .bEtude théorique
Conclusion
Bibliographie
540.73 OLIV, « Thermodynamique : 1ère et 2ème années », Ed. Tec & Doc
BUP 749-1503
Lacourt, 1ère AB
Faye, Thermodynamique (réfrigérateur)
LP 47 : Lentilles sphériques minces dans l’approximation de Gauss. Formules de conjugaison avec origine au centre et aux foyers, grandissement. (BCPST 1)
Leçon précédente
D.3. Lois de la réfraction. Angle de réfraction limite. Réflexion totale. Dioptre plan. Stigmatisme approché.
Introduction
.CXVLes lentilles minces .1Définition .2Symboles et conventions (+ démo qualitative convergent/divergent) .3Approximation de Gauss (exptl : tableau magnétique) .CXVICaractérisation des lentilles minces .1Foyers, distances focales et plans focaux .2Trajectoire d’un rayon et image d’un objet .3Formules de conjugaison (exptl : vérification des formules) .aAvec origine au foyer .bAvec origine au centre .cGrandissement .4Focométrie (= mesure de f’) .aMéthode deDescartes (1/OA’=f(1/OA)) .bAutocolimation (miroir) .cMéthode de Bessel (2 positions pour une image) .dMéthode de Silbermann (=-1) .5Lentilles accolées (exptl : focométrie pour les lentilles accolées) .CXVIIApplications .1L’œil .2La lunette astronomique .3Le microscope
Conclusion
Bibliographie
H-prépa
Livres de 1ère SMS pour les applications
LP 48 : Interférences non localisées en lumière monochromatique. (BCPST 2)
Leçon précédente
B. Electrocinétique.
Leçon suivante
C.2. Diffraction à l’infini par un réseau plan. Spectroscope à réseau.
Introduction
Miroirs de Fresnel.
.CXVIIIPhénomènes d’interférences .1Ondes à la surface de l’eau (cuve à eau) .2Ondes lumineuses .aTrous d’Young (avec 1 et 2 trous + dispositif amélioré) .bCas de deux lasers (rapprocher les faisceaux par déviation) .CXIXInterprétation .1L’onde lumineuse .aDualité onde-corpuscule .bEmission d’ondes par une source .2Superposition de deux ondes (calcul scalaire général avec 1-2) .3Notion de cohérence (spectrale, spatiale, temporelle) .4Applications .aMesure de la longueur d’onde d’un laser .bFabrication de réseaux
Conclusion
Bibliographie
Grécias et autres livres d’optique de prépa
LP 49 : Diffraction à l’infini par un réseau. Spectroscope à réseau. (BCPST 2)
Leçon précédente
C.1. Interférences non localisées en lumière monochromatique.
Leçon suivante
C.3. Mise en évidence expérimentale de la polarisation rectiligne de la lumière. Description de la lumière monochromatique par le modèle de l’onde plane progressive. Loi de Malus. Polarisation rotatoire. Loi de Biot. Influence de la longueur d’onde. Dispersion rotatoire.
Introduction
.CXXDes fentes d’Young au réseau .1Fentes d’Young .aPrincipe .bFigure de d’interférences .cInterprétation .2Le réseau par transmission .aPrincipe .bFigure de d’interférences .cInterprétation .3Le réseau par réflexion .aPrincipe .bFigure de d’interférences .cInterprétation .CXXIInfluence de la diffraction .1Diffraction par une fente .aObservations .bPrincipe de Huygens-Fresnel .cFigure de diffraction .2Application aux réseaux .CXXIIUtilisation du réseau .1Mesure de longueur d’onde par minimum de déviation .2Réseau en lumière poly-chromatique .aSpectre .bEfficacité dispersive .3Spectroscope à réseau .aRéglages .bPouvoir de résolution
Conclusion
Séparation des étoiles doubles par interférométrie.
Bibliographie
Grécias et autres livres d’optique de prépa
LP 50 : Diffusion ; loi de Fick. Conduction thermique, loi de Fourier. (BCPST 2)
Leçon précédente
A.II.5. Diagramme d’équilibre binaire.
Leçon suivante
B.I.1. Réponse d’un circuit RLC série à un échelon de tension.
Introduction
.CXXIIIDiffusion .1Mise en évidence (tube + coton de NH3 + phénolphtaléine sur papiers) .2Loi de Fick .aGrandeurs caractéristiques .bEnoncé .3Equation locale de diffusion .aConservation des particules (1D) .bEquation locale de diffusion (1D) .cRégime stationnaire (1D) .4Interprétation microscopique (calcul de D=f(P,T,…)) .CXXIVConduction thermique .1Mise en évidence expérimentale (cire sur plaque chauffée) .2Loi de Fourier .aGrandeurs caractéristiques .bEnoncé .3Equation locale de diffusion .aConservation de l’énergie (1D) .bEquation locale de diffusion (1D) .4Régime stationnaire .aEtude théorique .bEtude expérimentale (barre de cuivre) .cBilan entropique
Conclusion
Bibliographie
Grécias
Olivier, Termodynamique
LP 51 : Statique des fluides. Pression dans un fluide : propriétés de la pression résultante des forces de pression. Equation de la statique des fluides. Théorème d’Archimède. (BCPST 2)
Leçon précédente
D.I. Modèle du fluide continu.
Leçon suivante
D.III. Cinématique des fluides.
Introduction
.CXXVPression dans un fluide .1Forces de pression .aExpression générale .bCas du fluide parfait .cCas du solide plongé dans un fluide .dRappel sur l’interprétation microscopique .2Pression au sein d’un fluide .aRésultante des forces de pression sur une particule fluide .bExpression locale, force volumique .3Théorème de Pascal .aEnoncé (incompressibilité des liquides) .bApplication à la presse hydraulique (+ exptl) .CXXVIEquation de la statique des fluides .1Mise en équation .aHypothèses .bApplication du principe fondamental de la dynamique .2Application au fluide incompressible .aExpression .bVérification expérimentale (différents tubes verticaux, bac + sonde) .cApplication au baromètre à mercure .3Application à une atmosphère isotherme (+ limites du modèle) .CXXVIIPoussée d’Archimède .1Mise en évidence expérimentale (balance + poids + tube à remplir) .2Théorème d’Archimède .3Interprétation .aExpression de la poussée d’Archimède .bConséquences (exptl : tube inhomogène) .cFlottaison
Conclusion
Tonneau de Pascal.
Bibliographie
Perez, méca
Grécias
Olivier
Gié, Statique des solides et des fluides
LP 52 : Dynamique des fluides parfaits. Transport de la quantité de mouvement par convection. Equation de la conservation de la quantité de mouvement : théorème d’Euler. Relation de Bernoulli. Charge en un point. (BCPST 2)
Leçon précédente
D.III. Cinématique des fluides.
Leçon suivante
D.V. Viscosité des fluides newtoniens et conséquences.
Introduction
.CXXVIIIPrincipe fondamental de la dynamique .1Théorème d’Euler (1D) .aHypothèses .bEnoncé .cApplication à la tubulure coudée .2Equation d’Euler .aHypothèses .bMise en équation .CXXIXRelation de Bernoulli .1Démonstration .aHypothèses .bConservation de l’énergie .cCharge en un point .2Applications .aEffet Venturi (exptl : feuilles, balle dans jet d’air) .bTube de Pitot
Conclusion
Bibliographie
Perez, méca
Grécias
Olivier
Gié, Statique des solides et des fluides
LP 53 : Viscosité des fluides newtoniens et conséquences. Mise en évidence expérimentale de la viscosité des fluides. Relation entre contraintes dues à la viscosité et champs des vitesses. Viscosité dynamique. Transport de la quantité de mouvement par diffusion. (BCPST 2)
Leçon précédente
D.IV. Dynamique des fluides parfaits.
Leçon suivante
D.V.(suite) Ecoulement de Poiseuille dans un tube cylindrique de section circulaire. Conséquences : loi de Poiseuille, perte de charge, mesure des viscosités. Nombre de Reynolds.
Introduction
.CXXXViscosité des fluides .1Mise en évidence .aMise en mouvement d’un fluide (bécher + eau + sciure) .bEcoulement de couette (cuve + glycérine + papier) .2Fluide newtonien incompressible .aContraintes appliquées à une particule fluide (cf. Guyon) .bDéformation d’une particule fluide (cf. Guyon) .cDéfinition .3Propriétés de la viscosité dynamique .aInfluence du gradient de vitesses (cf. Guyon) .bInfluence de la température et de la pression .cAutres facteurs .CXXXITransport de la quantité de mouvement .1Equation locale du mouvement .aHypothèses .bApplication du principe fondamental de la dynamique .cEcoulement de couette .2Diffusion de la quantité de mouvement .aViscosité cinématique .bEquation de diffusion .cAnalogie avec les phénomènes de transport .3Interprétation microscopique (1D)
Conclusion
Introduction de la notion de régime turbulent et du nombre de Reynolds.
Bibliographie
Grécias, Bio-Véto
532. GUYO, E. Guyon, « Hydrodynamique physique », Ed. Savoirs actuels
H-Prépa, Mécanique des fluides
Rémy Fortrie
Préparation à l’Agrégation de Chimie
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