Programme de colles de la semaine 23 du 13/03 au 17/03
– Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (cours et exercices) → EM4_plan
– Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (cours et exercices) → Od1_plan
– Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (cours seulement, et uniquement sur les questions ci-dessous) → Od2_plan
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Suggestions de questions de cours :
- EM4 : Citer les équations de Maxwell, et établir à partir d’elles l’équation de conservation de la charge.
- EM4 : Écrire les équations de Maxwell et démontrer les formes intégrales.
- EM4 : Aspect énergétique : établir l’équation locale de Poynting en faisant apparaître le vecteur de Poynting et la densité volumique d’énergie électromagnétique. Donner une interprétation du vecteur de Poynting.
- EM4 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide et interpréter la signification de c.
- EM4 : Par une analyse en ODG, déterminer comment se simplifie l’équation de Maxwell-Ampère dans l’ARQS « magnétique ».
- Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
- Od1 : A l’aide d’un modèle simple de solide (réseau cubique d’atomes reliés par des ressorts), établir l’expression du module d’Young en fonction de la constante de raideur k et de la distance inter-atomique a : Y=k/a.
- Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer).
- Od1 : Citer l’équation de d’Alembert. Donner l’expression de la célérité en fonction des paramètres de « raideur » et « d’inertie » du milieu. Donner la forme des solutions à privilégier en milieu illimité ou limité.
- Od1 : Corde fixée à ses extrémités en régime libre : à partir de l’expression générique d’une OSH sous la forme y(x,t) = A cos(kx+φ).cos(ωt+ψ) et des conditions aux limites (à expliciter), établir les expressions des modes propres et des pulsations propres associées à ces modes.
- Od2 : Établir l’équation de propagation de la surpression en linéarisant puis combinant les 3 équations locales (hypothèses et approximations à citer).
- Od2 : Exprimer la célérité des ondes acoustiques en fonction de la température pour un gaz parfait.
- Od2 : Définir l’impédance acoustique par analogie avec l’électrocinétique. Donner son unité. Établir l’expression de l’impédance acoustique pour une OPPH.
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A l’attention des étudiants : pour mercredi : Od1 travailler les exercices 5 et 6
Travaux pratiques
Pas de TP de physique cette semaine
Cours
Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (→ fin)
Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (→ III.1)
Pour compléter les chapitres :
– visualisation de la superposition de deux ondes progressives donnant une onde stationnaire :
– sur les séismes (en lien avec le problème 2 du chapitre Od1), vidéo de la chaîne Youtube Numberphile :
– bases du cours d’acoustique dans les fluides :
– votre oreille est une merveille de la nature…
Travail à faire
Pour mercredi : EM4 finir ex 2, bien travailler ex 3 (et pour les révisions d’induction : ex 6 et 7)
Pour jeudi : EM4 ex 6 et 7
Pour vendredi : Od1 ex 3 et 4
Travaux dirigés
TD Od1