Formulaire Physique 1re - myMaxicours (2024)

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Objectifs

Savoir appliquer des formules données.
Connaitre l’unité des principales grandeurs dans le système international.

1.Mouvement et interactions

a.Mouvement d'un système

Un corps de massem se déplace à une vitessev.

Vitesse d’un corps

avec:

vla vitesse du corps, enmètre par seconde(m·s⁻¹)
dla distance parcourue par le corps, enmètre(m)
Δtla durée nécessaire au corps pour parcourir cette distance, enseconde(s)

Remarque
La vitesse peut aussi s’exprimer en km·h⁻¹.
Pour passer d’une unité à l’autre, onutilise la conversion: v(enkm·h⁻¹)=v(enm·s⁻¹)×3,6

Variation de vitesse d’un corps

avec:

vla vitesse du corps au pointM_i, enmètre par seconde(m·s⁻¹)
M_i₋₁M_i₊₁la distance parcourue entre les pointsM_i₋₁ etM_i₊₁, enmètre(m)
Δtla durée séparant 2points consécutifs, enmètre(m)

b.Forces sur un corps A de masse m

Un corpsA de massem peut être soumis à différentes forces.

Poids

avec:

Ple poids du corps, ennewton(N)
mla masse du corps, enkilogramme(kg)
gla constante de pesanteur, ennewton par kilogramme(N·kg⁻¹),
dont la valeur dépend du lieu
(g=9,81N·kg⁻¹ sur Terre)

Force d’interaction gravitationnelle (avec un autre corpsB de massem')

avec:

F_A/B et F_B/Ales forces d’interaction gravitationnelle entre les corps ponctuelsA etB, ennewton(N)
Gla constante de gravitation universelle,G=6,67×10⁻¹¹N·m²·kg⁻²
m et m'les masses des corpsA etB, enkilogramme(kg)
dla distance entre les deux corps ponctuelsA etB, enmètre(m)

c.Forces sur un corps A de charge q

Un corpsA de chargeq peut être soumis à différentes forces.

Force électrique

avec:

F_ela force électrique du corps, ennewton(N)
qla charge du corps, encoulomb(C)
Ele champ électrique, envolt par mètre(V·m⁻¹)

Force d’interaction électrostatique (avec un autre corpsB de chargeq') =LoideCoulomb

avec:

F_A/B et F_B/Ales forces d’interaction électrostatique entre les corps ponctuelsA etB, ennewton(N)
kune constante, k=9,0×10⁹N·m²·C⁻¹
q et q'les charges des corpsA etB, encoulomb(C)
dla distance entre les deux corps ponctuelsA etB, enmètre(m)

d.Champ

Un objet de massem est soumis à un champ de pesanteur terrestre.

Champ de pesanteur terrestre

avec:

mla masse de l’objet, enkilogramme(kg)
gle champ de pesanteur, ennewton par kilogramme(N·kg⁻¹)
Gla constante de gravitation universelle, G=6,67×10⁻¹¹N·m²·kg⁻²
Rle rayon de la Terre, enmètre(m)
hl’altitude de l’objet, enmètre(m)

Une particule de chargeq₁ est soumise à un champ électrostatique créé par une chargeq₂.

Champ électrostatique

avec:

Ele champ électrostatique, ennewton par coulomb(N·C⁻¹)
kune constante, k=9,0×10⁹N·m²·C⁻²
q₂la charge, encoulomb(C)
dla distance entre les deux charges, enmètre(m)

e.Pression

Un fluide de masse volumiqueρquioccupe un volumeVobéit à deux lois.

Loi de Mariotte

avec:

Pla pression, enpascal(Pa)
Vle volume, enmètre-cube(m³)

Loi de la statique des fluides

avec:

P_B et P_Ala pression aux pointsA etB, enpascal(Pa)
hla hauteur entre les pointsA etB, enmètre(m)
ρ (rhô)la masse volumique du fluide, enkilogramme par mètre-cube(kg·m⁻³)
gl’intensité de la pesanteur, g=9,81N·kg⁻¹

Ce fluide exerce une force pressanteF sur les parois du récipient.

Force pressante

avec:

Fla force, ennewton(N)
Pla pression, enpascal(Pa)
Sla surface de contact,
enmètre-carré(m²)

2.L'énergie : conversions et transferts

a.Circuits électriques

Débit de charges (couranti qui parcourt un dipôle)

avec:

ile courant, enampère(A)
Qla charge, encoulomb(C)
Δtla durée de l’étude, enseconde(s)

Puissance de fonctionnement

avec:

ile courant, enampère(A)
Pla puissance, enwatt(W)
Ula tension, envolt(V)

Remarque
La puissance d’une résistanceR s’exprime par P=R×i², avec la résistance qui s’exprime en ohm(Ω).

Énergie consommée

avec:

El’énergie consommée par le dipôle durant un tempsΔt, enjoule(J)
Pla puissance, enwatt(W)
Δtla durée de l’étude, enseconde(s)

b.Travail d'une force

Soit un objet se déplaçant sur une distanceAB.

Schéma de la situation

Travail d’une force

avec:

W_AB()le travail de la force, enjoule(J)
Fla valeur de la force, ennewton(N)
ABla distance parcourue, enmètre(m)
θl’angle entre la forceet le déplacement, endegré(°)

Théorème de l’énergie cinétique

avec:

ΔE_cla variation d'énergie cinétique entre A et B, enjoule(J)
ΣW_AB()la somme des travaux des forces, enjoule(J)
E_c(B) et E_c(A)les énergies cinétiques, enjoule(J)

Variation de l’énergie mécanique

avec:

ΣW_ABla somme des travaux des forces nonconservatives, enjoule(J)
ΔE_mla variation de l’énergie mécanique, enjoule(J)

c.Énergies

Un corps de massem, devitessev et situé à une altitude à une altitudez emmagasine deux types d’énergies.

Énergie cinétique

avec:

E_cl’énergie cinétique du corps, enjoule(J)
vla vitesse du corps, enmètre par seconde(m·s⁻¹)
mla masse du corps, enkilogramme(kg)

Énergie potentielle de pesanteur

avec:

E_ppl’énergie potentielle de pesanteur du corps, enjoule(J)
zl’altitude du corps, enmètre(m)
mla masse du corps, enkilogramme(kg)

Énergie mécanique

avec:

E_ml’énergie mécanique du corps, enjoule(J)
E_cl’énergie cinétique du corps, enjoule(J)
E_ppl’énergie potentielle de pesanteur du corps, enjoule(J)

3.Ondes et signaux

a.Ondes mécaniques

Une onde mécanique est caractérisée par sa périodeT, sa fréquencef et sa longueur d’ondeλ.

Période, fréquence et longueur d’onde

avec:

λla longueur d’onde de l’onde, enmètre(m)
fla fréquence de l’onde, enhertz(Hz)
cla célérité de la lumière,
c=3,0×10⁸m·s⁻¹
Tla période de l’onde, enseconde(s)

Vitesse d’une onde

avec:

vla vitesse de l’onde, enmètre par seconde(m·s⁻¹)
dla distance parcourue par l’onde, enmètre(m)
Δtla durée du trajet de l’onde, enseconde(s)

b.Optique

On considère une lentille convergente de centre optiqueO et de foyer imageF’.

Image d’un objet à travers la lentille convergente

Les propriétés de cette lentille convergente obéissent à deux formules.

Relation de conjugaison

avec:

la distance focale de la lentille convergente, enmètre(m)
la position de l’image, enmètre(m)
la position de l’objet, enmètre(m)

Grandissem*nt d’une lentille

avec:

γle grandissem*nt d’une lentille (sans unité)
la taille de l’image
la taille de l’objet
la position de l’image
la position de l’objet

Remarque
Toutes les longueurs algébriques sont dans la même unité (moucm).

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