PHYS-F-104
Physique I

théorie 72h, exercices 36h, travaux personnels 1 ECTS

-          premier quadrimestre :    48 h. de cours théoriques (24 séances de 2h), 11 séances d'exercices de 2 h.

-          deuxième quadrimestre : 24 h. de cours théoriques (12 séances de 2h), 6 séances d'exercices de 2 h.

-          travaux personnels :       répartis sur toute l'année

Enseignants
Cours : Pascal Vanlaer
Exercices et travaux personnels : Mathieu Caby, Hugo Delannoy, Alessandro Pastore et Jacques Wenderickx (1er quadrimestre).

   
Années d'études concernées
BA-1 Biologie, Géographie, Géologie, Pharmacie

Prérequis
algèbre élémentaire ; formules géométrique de base (théorème de Pythagore, aire du triangle, du cercle) ; trigonométrie : définition et représentation des fonctions sin, cos, tg ; formules pour l'angle opposé, complémentaire et supplémentaire d'un angle donné, pour la somme de deux angles ; formules du triangle rectangle ; vecteurs : représentation cartésienne, projection, somme de deux vecteurs, produit scalaire ; analyse : dérivée des fonctions élémentaires (polynomes, sin, cos, ln), des composées de fonctions ; primitive des fonctions élémentaires ; analyse de fonctions ; série de Taylor (au 1er ordre)

But du cours
Assurer une formation de base en mécanique et aux phénomènes ondulatoires y compris l'optique, avec l'accent sur des concepts et applications utiles pour la biologie et les sciences de la Terre.

Présentation rigoureuse, mais recours au formalisme mathématique limité à l'essentiel.
Cet enseignement est conçu comme formant un tout avec le cours de physique dispensé en BA-2 (titulaire Pascal Vanlaer)

Résumé

Peut évoluer. Les nombres d'heures sont donnés à titre indicatif

1^er quadrimestre

Introduction

Vecteurs, dérivées, intégrales des fonctions élémentaires (4 h)

Cinématique : vitesse, accélération, chute libre, balistique (6 h)

Dynamique : quantité de mouvement ; lois de Newton (4 h) ; mouvement circulaire (2 h); frottements ; systèmes couplés (cordes et poulies) (2 h)
Force gravitationnelle (loi de Newton), lois de Kepler (4 h)

Statique (moment d'une force; lois de la statique) (5 h)

Interrogation de novembre

Rotation (cinématique, dynamique, conservation du moment cinétique) (7 h)

Travail - puissance - énergie : énergies cinétique et potentielle ; oscillateur harmonique ; conservation de l'énergie mécanique (6 h); élasticité des solides (1 h) 

Statique et dynamique des fluides : pression, équation de Bernouilli, tension superficielle, écoulement visqueux, loi de Poiseuille, sédimentation et centrifugation (6 h)

2^ème quadrimestre

Ondes et son : propagation, interférence, ondes stationnaires ; audition ; modes de Fourier, harmoniques (10 h)

Electrostatique: charge électrique ; force et champ électrostatique ; théorème de Gauss (4 h)

Potentiel électrostatique ; capacité ; énergie électrostatique (4 h)

Courants continu et alternatif ; résistance et loi d'Ohm; puissance électrique ; circuits RC ; introduction au courant alternatif, impédance, filtres passe-haut et passe-bas (4 h)

La lumière : onde électromagnétique et photons ; spectre des ondes électromagnétiques (2 h)

Optique géométrique : réflexion, réfraction, lentilles, miroirs, l'oeil, les instruments d'optique (6 h)

Optique ondulatoire : polarisation ; cohérence (lumière visible, lasers) ; interférence : couches minces, franges de Young, expérience de Michelson-Morley ; diffraction par une fente et une ouverture circulaire (6 h)

Syllabus - résumé du cours

P. Marage, P. Vanlaer, " Physique I ", Presses Universitaires de Bruxelles

NB: C'est la matière donnée au cours qui est supposée connue pour l'examen, même si elle est absente du syllabus.

Bibliographie
E. Hecht, " Physique ", De Boeck Université

Autre réf. :
F. Rothen, " Physique générale - La physique des sciences de la nature et de la vie ", Presses polytechniques et univ. romandes

Coordonnées

Pascal.Vanlaer@ulb.ac.be   http://w3.iihe.ac.be/~pvanlaer/default.htm

Méthode d'enseignement
cours théorique :
72 heures (regroupées en séances de 2 heures - v. horaire)

exercices :
18 séances de 2 heures; les énoncés sont disponibles avant la séance, et les étudiants sont encouragés à les préparer

travaux personnels :
- révisions du secondaire : notions de base du secondaire, surtout dans leur dimension mathématique : résolution des exercices proposés sur ordinateur (université virtuelle)
- travaux personnels correspondant aux séances d'exercices : résoudre 8 séries de 8 exercices correspondant à la matière des séances d'exercices (5 séries de travaux personnels au 1^er quadrimestre, 3 au second). Les exercices résolus (y compris les énoncés imprimés ou recopiés) doivent être rendus à l'assistant lors de la permanence de la semaine qui suit les séances d'exercices (séances 2 4 6 8 10 au 1^er quadrimestre, séances 16, 18 et semaine suivant la dernière séance au second)
- un exercice par quadrimestre à résoudre en groupe, et à présenter à votre assistant à sa permanence
- deux visites à l'Expérimentarium de Physique : seront organisées par les assistants, afin d'illustrer la matière (obligatoires pour les points de bonus des travaux personnels)

Méthode d'évaluation
Pour chaque session : examen écrit
- 50% théorie (dont exercices simples; sans notes)
- 50% exercices (semblables à ceux de l'année; avec notes)

La réussite avec au moins 10/20 de l'examen de janvier (point de bonus compris) accorde la dispense de cette partie du cours pour les examens de juin et de septembre.
La matière du second quadrimestre compte pour environ 1/3 des points de l'examen de juin.
Les notes de juin et de septembre sont les sommes pondérées des notes d'examen des deux parties du cours, augmentées des points de bonus.
Le report de cote d'une année à l'autre nécessite une cote supérieure à 10/20 (points de bonus compris).

Evaluation des travaux personnels
- premier quadrimestre  : Révisions du secondaire + 5 séries d'exercices + 1 exercice en groupe + visite de l'Expérimentarium du premier quadrimestre : " bonus " de 1 point / 20 si tous les travaux ont été remis (+ présence à la visite de l'Expérimentarium), et si le travail est jugé satisfaisant par l'assistant (le point est acquis pour toutes les sessions)
- second quadrimestre  : 3 séries d'exercices + 1 exercice en groupe + visite de l'Expérimentarium du second quadrimestre : " bonus " de 1 point / 20 si tous les travaux ont été remis (+ présence à la visite de l'Expérimentarium), et si le travail est jugé satisfaisant par l'assistant (acquis pour toutes les sessions)

Interrogation de novembre : intervient pour 25% des points de janvier si la note est supérieure à celle de l'examen ; dans le cas contraire et pour les autres sessions, n'intervient pas.

NB: en cas de dispense, si l'examen est représenté, la note de la session précédente est " oubliée "    

Langue

Français

Campus

Plaine

Quadrimestre

Premier et deuxième quadrimestres