Mécanique de Newton

WEEK 1

Formation de l’esprit scientifique. Calculs de dérivées.

Vous aurez la possibilité de tester si vos connaissances mathématiques sont suffisantes pour suivre ce cours. Tel Newton qui a dû développer le calcul infinitésimal, vous allez découvrir ici la notion de dérivée présentée de manière intuitive sur un exemple concret : celui de la vitesse d'un objet se déplaçant en ligne droite. Vous apprendrez ainsi à raisonner en terme de développement limité.

4 vidéos, 4 lectures, 2 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 1.1 Fermi à New York

Noté: Problème 1.2 Ordres de grandeur

Noté: Problème 1.3 Unités et analyse dimensionnelle

WEEK 2Cinématique du point matériel. Calcul vectoriel.

Pour maîtriser la mécanique il faut savoir décrire le mouvement d'un objet, c'est ce qu'on appelle la cinématique. Vous allez prendre conscience du modèle du point matériel physique. La projection d'un vecteur sur un axe est une notion incontournable pour la suite du cours, tout comme les produits scalaire et vectoriel.

5 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 2.1- Produit vectoriel

Noté: Problème 2.2 - Produit scalaire et produit vectoriel

Noté: Problème 2.3 - Point sur roue

WEEK 3

Les lois de Newton. Balistique.

Vous allez découvrir dans ce module les deux premières lois de Newton. Ceci vous permettra d'analyser le mouvement d'un point matériel dans le champ de la pesanteur (balistique).

3 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 3.1 - Boules de neige

Noté: Problème 3.2 - L'accident

WEEK 4

Action et réaction. Balistique avec frottement.

Vous verrez ici la 3ème loi de Newton telle qu'il l'avait exprimée. Vous perfectionnerez votre analyse du mouvement d'un point matériel dans le champ de la pesanteur en considérant l'effet d'une force de frottement.

4 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 4.1 - Chute avec frottement visqueux

Noté: Problème 4.2 - Portée maximale de tir

Noté: Problème 4.3 - Tir balistique avec frottement

WEEK 5

Objectifs de la dynamique. Oscillateur harmonique.

Comme tout système que l'on perturbe au voisinage d'un équilibre stable se comporte comme un oscillateur harmonique ce sujet est extrêmement important dans toutes sortes de domaines des sciences et de la technique. Ici vous allez apprendre à analyser les propriétés de ce modèle.

4 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 5.1 - Fréquence de vibrations moléculaires

Noté: Problème 5.2 - Conditions initiales pour un oscillateur harmonique

Noté: Problème 5.3 - Oscillateur sur plan incliné

WEEK 6

Accélération normale et tangentielle. Mouvement circulaire, vitesse angulaire.
Vous allez vous familiariser avec la nature vectoriel de la vitesse et de l'accélération.

4 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 6.1 - Mouvement circulaire

Noté: Problème 6.2 - Manège à plancher rétractable

WEEK 7

Coordonnées cylindriques et sphériques. Vitesse et accélération.
Vous allez apprendre l'art d'exprimer une vitesse et une accélération vectorielles avec des coordonnées généralisées; ça permettra de modéliser plus facilement des systèmes avec des contraintes géométriques complexes.

5 vidéos, 1 lecture, 1 quiz pour s'exercer

Noté: Problème 7.1 - Coordonnées : paramétrisation

Noté: Problème 7.2 - Coordonnées polaires

Noté: Problème 7.3 - Coordonnées cylindriques

Noté: Problème 7.4 - Coordonnées sphériques

Clôture

Module d'information générale et de ressources (solutions des problèmes)

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Jean-Philippe Ansermet, Professeur Institut de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse