Chapitre CTM3 – Relations entre la structure des entités chimiques et les propriétés physiques macroscopiques (exercices)
Contenu :
- Ordre de grandeur des longueurs et des énergies de liaisons covalentes.
- Nombre d’électrons de valence d’un atome à partir de sa position dans le tableau périodique.
- Schéma de Lewis pour une molécule ou un ion. Identifier les écarts à la règle de l’octet. Mésomérie.
- Electronégativités, polarisation d’une liaison. Moment dipolaire, molécules polaires et apolaires. Lien avec la géométrie.
- Interactions de Van der Waals et liaisons hydrogène : ordre de grandeurs énergétiques, définition, lien avec les températures de changement d’état et la solubilité.
- Solvants et solubilité.
Chapitre M2 – Dynamique en référentiel galiléen (cours et exercice)
Questions de cours :
- Donner la loi de la quantité de mouvement et ses conséquences.
- Définir la force de gravitation et retrouver l’accélération de la pesanteur terrestre et l’expression du poids sur Terre.
- Définir la force de réaction du support et déterminer l’équation horaire d’une masse glissant sans frottement sur un plan incliné.
- Étudier la chute libre verticale d’un objet subissant des frottements fluides linéaires : modélisation, vitesse limite, temps caractéristique, expression temporelle de la vitesse.
- Étudier le tir balistique pour un objet subissant une force de frottement quadratique : équation différentielle, vitesse limite, adimensionnement, discussion du type de trajectoire par une analyse en ordre de grandeur.
- Établir l’équation générale du pendule simple, et son expression dans le cas de l’approximation des petits angles.
Contenu :
- Tout exercice de dynamique d’un point matériel, avec des forces gravitationnelles, support (Coulomb à donner si utilisé), tension du fil. Pas de force de rappel élastique.
Chapitre OS5 – Des oscillateurs libres électriques et mécaniques (cours uniquement)
Questions de cours :
- Présenter le signal sinusoïdal : forme mathématique en définissant les différents termes, lien entre période, pulsation et fréquence.
- Présenter l’oscillateur harmonique sur l’exemple du circuit LC : équation différentielle, pulsation propre, résolution dans le cas d’un condensateur initialement chargé sous une tension $E_0$.
- Présenter le circuit RLC série : équation différentielle, mise sous forme canonique, identification de la pulsation propre et du facteur de qualité.
- Donner la forme canonique d’une équation différentielle d’un oscillateur amorti. En régime pseudo-périodique, établir l’expression de la pseudo-période $T$ et justifier qu’on puisse la confondre avec la période propre de l’oscillateur non amorti en précisant dans quel cadre.
- Après avoir rappelé la solution d’une ED d’un oscillateur amorti en régime pseudo-périodique, la résoudre entièrement avec des conditions initiales au choix du khôlleur.
- Distinguer les différents régimes de fonctionnement d’un oscillateur amorti soumis à un échelon de tension selon la valeur du facteur de qualité : donner la forme des solutions, effectuer une représentation graphique, et indiquer pour chaque cas un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire.
- Démontrer que dans le cas d’un oscillateur amorti en régime pseudo-périodique, $Q$ est l’ordre de grandeur du nombre de pseudo-périodes observables pendant le régime transitoire.
- Déterminer l’équation différentielle d’un oscillateur mécanique amorti. Présenter l’analogie électromécanique entre le système masse-ressort et le circuit RLC.
Chapitre M1 – Description et paramétrage du mouvement d’un point (exercices)
Contenu :
- Espace et temps classiques. Notion de référentiel. Caractère relatif du mouvement et absolu des distances et intervalles de temps.
- Vecteurs positions, déplacements élémentaires, vitesses et accélérations.
- Bases cartésienne, cylindro-polaire et sphérique.
- Mouvement à vecteur accélération constant.
- Mouvement circulaire uniforme.
Chapitre CTM3 – Relations entre la structure des entités chimiques et les propriétés physiques macroscopiques (cours et exercices)
Questions de cours :
- Expliquer la règle de l’octet, la notion de charge formelle, et l’appliquer à une molécule au choix du colleur.
- Définir la notion de moment dipolaire et donner un exemple de molécule polaire et apolaire en expliquant.
- Présenter les interactions de Van der Waals, les liaisons hydrogène et interpréter l’évolution de températures de changement d’état sur un exemple au choix de l’étudiant.
- Indiquer les trois caractéristiques d’un solvant, et interpréter sur quelques exemples la miscibilité ou non-miscibilité de deux solvants.
Contenu :
- Tracé de molécules en respectant la règle de l’octet
- Détermination de polarité le cas échéant
- Explications sur la solubilité/miscibilité/température de changement d’état/… à partir des interactions de Van der Waals et liaison hydrogène.
Chapitre M2 – Dynamique en référentiel galiléen (cours uniquement)
Questions de cours :
- Donner la loi de la quantité de mouvement et ses conséquences.
- Définir la force de gravitation et retrouver l’accélération de la pesanteur terrestre et l’expression du poids sur Terre.
- Définir la force de réaction du support, et déterminer l’équation horaire d’une masse glissant sans frottement sur un plan incliné.
- Étudier la chute libre verticale d’un objet subissant des frottements fluides linéaires : modélisation, vitesse limite, temps caractéristique, expression temporelle de la vitesse.
- Étudier le tir balistique pour un objet subissant une force de frottement quadratique : équation différentielle, vitesse limite, adimensionnement, discussion du type de trajectoire par une analyse en ordre de grandeur.
- Établir l’équation générale du pendule simple, et son expression dans le cas de l’approximation des petits angles.
Chapitre OS4 – Systèmes optiques (exercices seulement)
Contenu :
- Stigmatisme, miroir plan.
- Conditions de l’approximation de Gauss.
- Lentilles minces dans l’approximation de Gauss : centre optique, foyers principaux et secondaires, distance focale, vergence, construction graphique, formules de conjugaison de Descartes et de Newton, systèmes à plusieurs lentilles.
- L’œil : punctum proximum et punctum remotum, limite de résolution angulaire.
- Appareil photographique : construction de la profondeur de champ, ouverture, temps de pose.
- Lunette astronomique : composition, construction, grossissement.
Chapitre M1 – Description et paramétrage du mouvement d’un point
Questions de cours :
- Présenter les trois systèmes de coordonnées : cartésiennes, cylindriques et sphériques, avec la base locale associée.
- Calculer le vecteur vitesse et accélération dans les coordonnées cylindriques.
- Décrire complétement un mouvement parabolique uniformément accéléré (paramétrage, équations du mouvement, graphe).
- Décrire complétement un mouvement circulaire uniforme : vecteur vitesse, accélération en coordonnées polaires, démonstration du lien entre la vitesse angulaire et la période de révolution T.
Contenu :
- Utilisation des coordonnées cartésiennes, polaires, cylindriques ou sphériques.
- Elements cinématiques uniquement en cartésien, polaire ou cylindrique.
- Mouvements usuels (parabolique, rectiligne, circulaire).
- Utilisation de la base de Frenet.
Chapitre CTM3 – Relations entre les structures des entités chimiques et les propriétés physiques macroscopiques (cours seulement)
Questions de cours :
- Expliquer la règle de l’octet, la notion de charge formelle, et l’appliquer à une molécule au choix du colleur.
- Définir la notion de moment dipolaire et donner un exemple de molécule polaire et apolaire en expliquant.
- Présenter les interactions de Van der Waals, les liaisons hydrogène et interpréter l’évolution de températures de changement d’état sur un exemple au choix de l’étudiant.
- Indiquer les trois caractéristiques d’un solvant, et interpréter sur quelques exemples la miscibilité ou non-miscibilité de deux solvants.
Chapitre CTM2 – Évolution temporelle d’un système chimique (exercices)
Contenu :
- Vitesse de consommation d’un réactif et de formation d’un produit. Vitesse pour une transformation modélisée par une réaction chimique unique.
- Lois de vitesse : réactions sans ordre, d’ordre 0, 1 ou 2, ordre global, ordre apparent.
- Temps de demi-réaction.
- Loi d’Arrhenius, énergie d’activation.
Chapitre OS4 – Systèmes optiques (cours et exercices)
Questions de cours :
- Présenter la notion de stigmatisme approché, d’aplanétisme, les conditions de Gauss et ses conséquences.
- Définir les foyers et les distances focales objet et image d’une lentille convergente et d’une lentille divergente et rappeler les règles de construction pour trois types de rayons incidents.
- Construire l’image d’un objet par une lentille mince, l’ensemble des paramètres étant choisis par l’interrogateur.
- Exprimer le grandissement d’une lentille de trois manières différentes en le justifiant.
- Établir la condition $D>4f^\prime$ pour former l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.
- Présenter le modèle simplifié de l’œil. Citer les ordres de grandeur de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation.
- Présenter le modèle de l’appareil photographique, et expliquer la profondeur de champ en s’appuyant sur une construction graphique.
Contenu :
- Stigmatisme, miroir plan.
- Conditions de l’approximation de Gauss.
- Lentilles minces dans l’approximation de Gauss : centre optique, foyers principaux et secondaires, distance focale, vergence, construction graphique, formules de conjugaison de Descartes et de Newton, systèmes à plusieurs lentilles.
- L’œil : punctum proximum et punctum remotum, profondeur de champ.
- Lunette astronomique : composition, construction, grossissement.
Chapitre M1 – Description et paramétrage du mouvement d’un point (cours uniquement)
Questions de cours :
- Présenter les trois systèmes de coordonnées : cartésiennes, cylindriques et sphériques, avec la base locale associée.
- Calculer le vecteur vitesse et accélération dans les coordonnées cylindriques.
- Décrire complètement un mouvement parabolique uniformément accéléré (paramétrage, équations du mouvement, graphe).
- Décrire complètement un mouvement circulaire uniforme : vecteur vitesse, accélération en coordonnées polaires, démonstration du lien entre la vitesse angulaire et la période de révolution $T$.