Physique mécanique (NYA) Chapitre 1: Introduction Titan par Huygens

1.1 Qu’est-ce que la physique ? Les trois domaines de la physique classique: Mécanique classique Thermodynamique Électromagnétisme Les trois domaines de la physique moderne: La relativité restreinte La mécanique quantique La relativité générale Les quatre interactions fondamentales: L’interaction gravitationnelle L’interaction électromagnétique L’interaction nucléaire forte L’interaction nucléaire faible

1.2 Notions, modèles et théories Une notion est une idée ou une grandeur physique dont on se sert pour analyser les phénomènes physiques. Exemples: espace, longueur, temps, masse. accélération, force, énergie, température et charge électrique. On peut définir une grandeur physique par la méthode employée pour la mesurer (définitions opérationnelles). Une loi est une relation mathématique entre des grandeurs physiques (Ex. F = kx, F = ma, Loi de la gravitation). Alors qu'une loi peut se limiter à un domaine restreint de la physique, un principe est un énoncé très général sur le fonctionnement de la nature (Ex. principe de conservation de l’énergie, principe de la relativité). Un modèle est une analogie ou une représentation pratique d'un système physique (Ex. Le planétaire. La Terre et la Lune comme des objets ponctuels. La lumière comme un écoulement de particules ou comme une onde). Une théorie part d'une combinaison de principes, d'un modèle et de postulats pour tirer des conclusions particulières ou des lois (Ex. la théorie de la gravitation). Une théorie physique doit faire des prévisions précises et vérifiables.

1.3 Les unités Définitions de chacun des étalons du système SI: La valeur d'une grandeur physique s'exprime en fonction de l’unité de mesure (m, s, kg, N) lequel est défini par un étalon de mesure. L’unité est le symbole qui représente l’étalon. À chaque unité fondamentale doit correspondre un étalon précis. Définitions de chacun des étalons du système SI: L'unité SI de masse (1 kg) est définie comme étant la masse d'un cylindre en platine iridié déposé au Bureau international des poids et mesures, à Sèvres, en France. La seconde (1 s) est définie à partir d'une radiation émise par l'atome de césium 133. Plus précisément, une seconde équivaut à 9 192 631 770 vibrations de cette radiation. Le mètre (1 m) fut défini à l'origine (au XVIII siècle) comme la dix millionième partie de la distance entre l'équateur et le pôle Nord. Le mètre fut à nouveau redéfini, cette fois-ci par la distance parcourue par la lumière en 1 /299 792 458 seconde dans le vide.

1.3 (suite) Les principaux préfixes p n µ m c k M G 10-12 10-9 10-6 pico nano micro mili centi kilo méga giga Abréviation p n µ m c k M G Valeur 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 103 106 109 Facteurs de conversion: 1 pouce = 2,54 cm 1 minute = 60 s 1 mille =1609 m 1 heure = 3600 s 1 livre = 4,448 N

1.3 (suite) Conversion d’unités Deux méthodes de conversion: Par substitution d’une unité par une valeur équivalente. En multipliant par un facteur de conversion exprimé par un rapport égal à 1.

1.3 (suite)

1.4 La notation en puissances de dix et les chiffres significatifs Les zéros de droite sont comptés dans les chiffres significatifs, mais pas ceux de gauche (ex. 0,001230: 4 c.s.). Les zéros de droite qui déterminent un nombre entier ne sont pas nécessairement significatifs (5000: 1 c.s.). Dans le cas des produits et des quotients, le résultat final doit avoir le même nombre de chiffres significatifs que celui des facteurs qui a le moins de chiffres significatifs (ex. 1,234 × 0,012 = 15). Dans les additions et les soustractions, on ne gardera que le nombre de décimales de la valeur qui en a le moins (ex. 123,4 – 43,21 = 80,2).

1.7 Les référentiels et les systèmes de coordonnées La position d'un corps ne peut être définie que par rapport à un référentiel, c'est-à-dire un système de référence matériel (Ex. Terre, table, bateau, avion). La position est alors exprimée par rapport à un système de coordonnées, qui est constitué d'un ensemble d'axes dont chacun correspond à une direction dans l'espace et qui est considéré comme fixe par rapport au référentiel. Dans un système de coordonnées cartésiennes, les 3 axes sont notés x, y et z. Ils sont perpendiculaires entre eux et se coupent à l'origine. Dans un système de coordonnées planes polaires, les coordonnées sont la longueur de la droite OP, représentée par la variable r à et l'angle θ qu'elle forme avec une orientation de référence.