Prologue
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I.
L’univers de la physique
1.
Schéma de l’univers : les deux infinis . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Les interactions fondamentales recherche de l’unité .
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3. Le problème à N corps l’unité dans la diversité . . . . . .
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4. L’analyse dimensionnelle : approche de la diversité . .
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5. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
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PREMIÈRE
PARTIE :
BASES DE LA MÉCANIQUE CLASSIQUE
II.
Cinématique classique mouvements, espace et temps
1.
Référentiels, espace et temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Vitesse associée à un mouvement . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Accélération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Relativité du mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
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III.
Dynamique classique inertie, forces et masse
1.
Principe d’inertie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Principe fondamental de la dynamique énoncés . . . . .
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3. Illustration du principe fondamental modélisation . .
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4. Deuxième illustration découverte d’une force . . . . . .
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5. Champ
gravitationnel : un exemple de calcul intégral . . . . . . . . .
6. Masse et force couplage des principes . . . . . . . . . . . .
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7. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
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IV.
Référentiels en mouvement relatifs :
inertie, masse et relativité
1.
Principe de relativité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Référentiels non inertiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Transformation des vitesses et des accélérations . . . .
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4. Effets de la rotation diurne de la Terre . . . . . . . . . . . .
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5. Aperçus de relativité générale . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
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DEUXIÈME
PARTIE :
LES LOIS DE CONSERVATION
V.
Conservation de l’énergie
1.
Vue d’ensemble construction d’un bilan . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Travail des forces l’opérateur de transfert . . . . . . . . .
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3. Forces conservatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Énergie mécanique construction d’un formalisme . . .
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5. Quelques illustrations simples . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6. L’énergie et ses formes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Problèmes
de synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VI.
Conservation de la quantité de mouvement
1.
Illustrations simples de la loi de conservation . . . . . . . . . . . . .
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2. "
Principe de l’action et la réaction " . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Mouvement du centre d’inertie d’un système . . . . . . .
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4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VII.
Conservation du moment cinétique
1.
Approche qualitative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Moment cinétique par rapport à un point . . . . . . . . . . .
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3. Théorème du moment cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Quelques
remarques : du théorème à la loi . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Solides indéformables à symétrie axiale . . . . . . . . . . .
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6. Illustration de la loi et du théorème . . . . . . . . . . . . .
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7. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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TROISIÈME
PARTIE :
QUELQUES TECHNIQUES DE LA THÉORIE
VIII.
Systèmes à deux corps
1.
Généralités : le problème et sa solution . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Méthode générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Interprétation des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Quantification du moment cinétique : modèle de Bohr . . .
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5. Découverte du noyau atomique : collisions . . . . . . . . . . . . .
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6. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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IX.
Notions sur le problème à N corps
1.
Un système idéal: le gaz parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Éléments de théorie cinétique des gaz . . . . . . . . . . . . .
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3. Théorème du viriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. La vie d’une étoile : viriel et énergie interne . . . . . . . . .
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5. Énergie interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6. Évolution des systèmes à N corps . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7. La notion de champ moyen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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8. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Exercices
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APPENDICES
Transformation de Lorentz et principe de relativité
1.
Vers la théorie de la relativité restreinte . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Phénomènes typiques de la relativité restreinte . . . . .
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3. Hypothèses de la relativité restreinte . . . . . . . . . . . . .
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4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Phénomènes de transport
1.
Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Diffusion dans un gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Autre transport passif: conduction thermique . . . . .
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4. Un exemple de transport actif: conduction électrique . . .
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5.
" Relation diffusion-mobilité " . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6. Équilibre thermique : loi de Boltzmann . . . . . . . . . . .
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7. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Problèmes d’examens
1.
Introduction à la dynamique des réactions moléculaires . . . . . . .
Solution du problème I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Les atomes muoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Les essaims de météorites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Épilogue
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Bibliographie
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Index
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