Mécanique classique

Plan de cours

[ Contenu ] [ Activités d'enseignement et d'apprentissage ]

[ Évaluation formative et sommative ] [ Médiagraphie ]

Présentation générale

Ce cours s'adresse aux étudiantes et étudiants du programme des Sciences de la Nature (200.B0). Il est le premier d'une série de trois cours de physique comprenant: Mécanique classique, Électricité et magnétisme et puis Ondes, optique et physique moderne. Le cours de Mécanique classique a pour objet l'étude du mouvement et de ses causes. 

Objectif du cours

À la fin de ce cours, les étudiantes et les étudiants seront en mesure d'employer les principes fondamentaux de la mécanique classique dans la résolution de problèmes généraux et d'analyser, en laboratoire, les principes fondamentaux de la mécanique classique en suivant un raisonnement rigoureux.

Objectifs particuliers et intermédiaires

À la fin des quatre (4) séquences de ce cours, les étudiantes et étudiants seront en mesure de :

1. Appliquer les principes fondamentaux de la cinématique pour résoudre des problèmes généraux sur le mouvement d'un corps.

1. Effectuer des additions, soustractions, produits scalaires et produits vectoriels de vecteurs en trois dimensions.

2. Employer les équations du mouvement rectiligne uniformément accéléré (m.r.u.a.) à un corps libre ou en chute libre.

3. Employer les lois du mouvement uniformément accéléré (m.u.a.) à un corps libre ou un corps en mouvement circulaire.

4. Employer les lois du mouvement uniformément accéléré (m.u.a.) à un projectile en mouvement dans un plan vertical.

2. Appliquer les principes fondamentaux de la dynamique pour résoudre des problèmes généraux sur le mouvement d'un corps.

1. Employer les lois de Newton pour prédire le mouvement à une ou deux dimensions d'un corps soumis à une ou plusieurs forces incluant possiblement le frottement statique ou cinétique.

2. Employer les notions de moment de force et de centre de masse dans les équations d'équilibre statique d'un corps rigide soumis à plusieurs forces.

3. Connaître les notions de travail, d'énergie cinétique et de puissance, puis employer le théorème de l'énergie cinétique pour décrire le mouvement d'un corps soumis à une ou plusieurs forces.

4. Employer le principe de la conservation de l'énergie à un corps ou un système masse-ressort soumis à une ou plusieurs forces conservatives ou non-conservatives.

3. Appliquer les principes fondamentaux de la mécanique classique pour résoudre des problèmes généraux sur le mouvement d'un système de particules ou d'un corps rigide en rotation autour d'un axe fixe.

1. Employer la notion de quantité de mouvement pour un système de deux particules libres en collision élastique à une ou deux dimensions et la notion de centre de masse d'un système de particules ou d'un corps rigide pour décrire le mouvement et l'énergie cinétique du système de particules ou du corps rigide.

2. Employer les notions de moment de force, moment cinétique et moment d'inertie pour décrire le mouvement d'un corps rigide en rotation autour d'un axe fixe soumis à une ou plusieurs forces.

3. Connaître la loi de gravitation universelle de Newton et les lois de Képler, puis les employer pour décrire le mouvement des planètes.

4. Acquérir les habilités nécessaires au traitement et à la présentation des résultats expérimentaux pour l'analyse des principes fondamentaux de la mécanique classique.

1. Exprimer les résultats expérimentaux avec leur incertitude et unités de mesures.

2. Présenter les résultats expérimentaux sous forme de tableaux et de graphiques selon les règles.

3. Analyser les résultats expérimentaux en suivant un raisonnement rigoureux.

4. Rédiger un rapport de laboratoire selon les règles.

Contenu

Activités d'enseignement et d'apprentissage

Il y aura trois heures de cours magistraux ainsi que deux heures de travaux pratiques ou de laboratoire par semaine. Selon la pondération (3-2-3), l'étudiante et l'étudiant doivent fournir trois heures de travail personnel par semaine. Le travail en laboratoire se fera en équipe de deux. Un rapport de laboratoire est remis deux semaines après son exécution pour être corrigé.

Indications méthodologiques

Évaluation formative et sommative

Le manuel-guide "Mécanique classique - Laboratoires et tests de révision"  et le livre "Physique 1 - Mécanique" écrit par Raymond A. Serway sont employés tout au long de la session. L'achat de ces ouvrages est très fortement conseillé. Ces ouvrages sont disponibles à la COOP du Centre Collégial au début de la session. 

L'examen pour lequel la note de l’étudiante ou de l’étudiant est la plus haute parmi les examens n°1 et n°2 comptera pour 25 % et l’autre pour 20 %.

Une feuille de formules peut être employée lors des examens n^o1, n^o2 et n^o3. Le format de la feuille est 8½"´11", recto-verso. La feuille de formules doit être préparée de la main de l'étudiante ou étudiant.

La qualité du français écrit et la présentation seront considérées et auront un poids de 10% pour les examens et les travaux. Une pénalité de 20% sera donnée pour chaque semaine de retard sans motif valable.

Tout plagiat, toute tentative de plagiat ou toute collaboration à un plagiat entraîne la note zéro pour l'examen ou le travail en cause, sans possibilité de reprise ou de modification ultérieure.

Médiagraphie

Manuels-guides

FRADETTE, Richard, Mécanique classique - Supplément, Cégep de St-Jérôme, 2002.

Page web

FRADETTE, Richard, Mécanique classique – Physique 1 – Plan de cours, [En ligne]. Adresse URL : http://cours.cstj/203-101-r.f/default.htm

Livres

ARÈS A., MARCOUX J., Physique – Mécanique 101, Montréal, Lidec, 1985, 363p.

AUGER, André, Physique mécanique, Sainte-Foy, Le griffon d'argile, 1987, 490p.

BENSON, Harris, Physique I - Mécanique, Saint-Laurent, ERPI, 1993, 428p.

GAGNON, J.-M., GAUDETTE, R., Guide pour la rédaction d'un rapport scientifique, Montréal, Éditions de la Chenelière, 1994, 89p.

GIANCOLI, Douglas C., Mécanique, Montréal, CEC, 1993, 422p.

HALLIDAY D., RESNICK R., Mécanique: Physique 1, Montréal, ERPI, 1979, 405p.

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