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Cours de Physique G. Barmarin 2012-2013 HEFF HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin.

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1 Cours de Physique G. Barmarin Gerard.barmarin@skynet.be 2012-2013 HEFF HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin

2 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Physique: étude de la matière en interaction et en changement permanent Données -> Quantification ->Corrélation -> lois physiques Quantification: association de nombres aux concepts Possible grâce à la reproductibilité des phénomènes naturels

3 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Une loi physique décrit un ensemble de phénomènes et la façon dont ils s’enchaînent ou dépendent les uns des autres Une théorie est une explications des différents phénomènes en terme de relations et de processus naturels de base Pour élaborer une théorie, nous formulons des hypothèses pour combler les lacunes entre ce que nous savons et ce qui pourrait être. Une théorie est constituée par la formulation de définitions, d’hypothèses et de lois; elle permet de prédire des lois déjà connues et de prédire de nouveaux phénomènes qui une fois avérés deviendront de nouvelles lois

4 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Toute théorie est spéculative Jusqu’au 20 ème siècle: théorie newtonienne (gravité), thermodynamique électromagnétisme 20 ème siècle Théorie de la relativité (Einstein 1905) et rel.générale (1915) La théorie Newtonienne était une bonne approximation de la théorie relativiste

5 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Mesure et unités Observations -> mesures -> unités Mesures de: Longueur -> mètre (m) Masse -> kilogramme (kg) Temps -> seconde (s) Intensité de courant -> Ampère (A) Température->Kelvin (K) -> étalon de ces unités

6 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Multiples et sous-multiples des unités FacteurPréfixeSymbole 10 24 yottaY 10 21 zettaZ 10 18 exaE 10 15 pétaP 10 12 téraT 10 9 gigaG 10 6 megaM 10 3 kilok 10 2 hectoh 10 1 década 10 -1 décid 10 -2 centic 10 -3 millim 10 -6 microµ 10 -9 nanon 10 -12 picop 10 -15 femtof 10 -18 attoa 10 -21 zeptoz 10 -24 yoctoy

7 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Chiffres significatifs Mesurer Compter Comptage: dénombrement exact Mesure: valeur approchée de la grandeur mesurée Notion de précision 5,14 +/-0,01 m Les chiffres 5 et 1 sont sûrs, mais le deuxième chiffre après la virgule pourrait être 3, 4 ou 5 -> rajouter des chiffres derrière le 4 n’aurait pas de sens

8 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Un chiffre dans un nombre est significatif s’il est connu avec une fiabilité suffisante Dans le nombre 5,14 nous sous-entendons que tous les chiffres sont significatifs, le 4 étant le moins significatif. Ecrire 5,14 m ou 514 cm ou 0,00514 km Est équivalent, toutes ces écritures ont 3 chiffres significatifs: Déplacer la virgule et changer d’unité ne modifie pas la précision de la mesure Les zéros à gauche ne font qu’indiquer la position de la virgule, ils ne sont pas significatifs Par contre dans 5,140 m, le zéro à droite est significatif. 1000 m possède bien 4 chiffres significatifs

9 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Détermination des chiffres significatifs Quand on fait des calculs sur de valeurs mesurées que deviennent les chiffres significatifs? Rectangle de 10,75 cm et 3,54 cm de côtés Surface: 10,75 x 3,54 = 38,0550 cm 2 La règle est de ne conserver qu’un seul chiffre douteux en arrondissant le résultat. Si le premier chiffre douteux abandonné est un 5 ou plus, nous ajoutons 1 au chiffre douteux retenu et si le premier chiffre douteux abandonné est <5, on le laisse inchangé Pour l’arrondi: le résultat d’une multiplication/division est arrondi de manière à ne pas avoir plus de chiffres significatifs que la quantité la moins précise utilisée dans le calcul

10 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Cette règle équivaut à dire qu’aucun calcul ne peut améliorer la mesure; Il s’agit d’une règle approchée qui peut diminuer la précision du résultat Surface: 10,75 x 3,54 = 38,0550 cm 2 réponse: 38,1 cm 2 Mais: 0,91 x 1,51 = 1,3741 cm 2 soit 1,4 cm 2 Remarque : si c’est le même appareil qui a été utilisé pour les 2 mesures, Dans 0,91 les deux chiffres derrière la virgule sont significatifs et le zéro aussi; la réponse devient donc: 1,37 cm 2 !

11 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Dans les additions et les soustractions, les chiffres significatifs sont déterminés par la position de la virgule. 0,140 + 2,0 = 2,140 Mais nous ne savons en fait rien sur le deuxième et troisième chiffre après la virgule! La somme doit donc être arrondie au même nombre de décimale que le terme de l’addition qui en a le moins… donc ici: 2,1 Le résultat d’une addition et/ou soustraction doit être arrondi de façon qu’il ait le même nombre de décimales (à droite de la virgule) que le terme qui a le plus petit nombre de décimales

12 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Cette règle équivaut à dire qu’aucun calcul ne peut améliorer la mesure; Il s’agit d’une règle approchée qui peut diminuer la précision du résultat Surface: 10,75 x 3,54 = 38,0550 cm 2 réponse: 38,1 cm 2 Mais: 0,91 x 1,51 = 1,3741 cm 2 soit 1,4 cm 2 Remarque : si c’est le même appareil qui a été utilisé pour les 2 mesures, Dans 0,91 les deux chiffres derrière la virgule sont significatifs et le zéro aussi; la réponse devient donc: 1,37 cm 2 !

13 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Exemple: 275 s – 270,3 s = ? 120,21 kg – 40,0 kg = ?

14 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Exemple: 275 s – 270,3 s = 5 s 120,21 kg – 40,0 kg = 80,2 kg

15 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Pour les fonctions « transcendantes » (sin, cos, tg, log, exponentielle…) On utilisera pour la valeur le même nombre de chiffre significatifs que leur argument Ainsi, votre calculatrice vous donnera: Sin(35,1°) = 0,575005252 Mais vous utiliserez: 0,575 (3 chiffres significatifs comme l’argument 35,1!) En fait la calculatrice donne le sin de 35,10000000! En plus, le 1 de 35,1 n’étant pas certain, on est sûr que de 0,57 En effet sin(35,0) = 0,574 et sin(35,2) = 0,576

16 Exercices Le produit de 12,4m et 2m doit être écrit: a)24,8 m2 b) 25m2 Exprimez en microgramme les quantités suivantes: a) 10,0 microgrammes b) 104 g c)1000ng d) 100x103 g Déterminez le nombre de chiffres significatifs pour chacune des quantités suivantes p24

17 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Comme dans un long calcul, l’arrondissement peut produire des Erreurs qui s’accumulent, on conservera un ou deux chiffres non significatifs dans les calculs intermédiaires et seul le résultat final est arrondi en suivant les règles

18 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Graphiques: La représentation d’une équation linéaire = une droite Si la droite passe par l’origine: b = 0 Si la droite « monte » a > 0 si la droite descend: a < 0 si a = 0 la droite est horizontale

19 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Fonction du second degré: la parabole: ax 2 +bx +c R1 et r2 sont les racines de l’équation Sommet: (, ) Si b = 0 il se trouve sur l’axe des y (x=0, y=c) Si b = c = 0 la parabole a son extrema en (0,0) Courbure vers le haut: a > 0 Courbure vers le bas: a < 0

20 Cours de Physique HEFF - Cours de Physique 2012-2013 - G. Barmarin Hyperbole: x * y = k y = k/x + c Indéfinie pour x=0 (Asymptote)


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