Bac 2017 : jour 5 – mouvement dans les champs uniformes

C’est un gros morceau aujourd’hui ! L’une des parties les plus dures de l’année. Il y a deux volets assez différents dans l’application des lois de Newton : l’application aux mouvements dans les champs uniformes (gravité et électrique) et l’application aux mouvements des satellites. Commençons par les champs uniformes.

Les ressources

Pour les mouvements dans un champ uniforme , cette fiche mouvement dans un champ uniforme reprend tout ce qu’il faut savoir et cette vidéo permet de voir la méthode générale :

 

Voici un schéma qui reprend le raisonnement :

LoisMeca

Il n’y a pas de secret pour cette partie, il faut faire et refaire le calcul jusqu’à ce que ça deviennent une seconde nature. Normalement, vous les avez déjà fait plusieurs fois cette année et vous devriez être capable de les intégrer maintenant.

Pour ce qui est du mouvement dans un champ électrique, il faut bien comprendre qu’au lieu d’avoir P=ma, on a Fél=m.a (avec en gras, les vecteurs). Ainsi les calculs ne continuent pas avec a=g mais a=q.E/m tout est analogue en remplaçant g par qE/m. Attention, alors que g est forcément verticale et dirigée vers le bas, E peut-être dans n’importe quelle direction et le sens de la force dépend de q qui peut-être positif ou négatif.

Je vous invite donc à vous lancer tout de suite sur les exercices, histoire de mettre tout ça en pratique.

Les exercices

Pour la chute libre, c’est à dire les mouvements dans un champ de gravité uniforme, on pourra finir l’exercice 2 commencé hier de Liban 2013 [correction sur labolycee.org]. Pour s’entraîner à un exercice sans calculatrice on pourra faire l’exercice 2 de Réunion 2007 en laissant de côté les questions qui portent sur la poussée d’Archimède [correction sur labolycee.org].

Remarquez la différence de style entre l’énoncé de 2013 et celui de 2007. En 2013 on vous demande d’établir les équations horaires et de déterminer l’équation de la trajectoire par vous-même alors qu’en 2007 on donne les étapes intermédiaires. Par contre l’exploitation va un peu plus loin. Il faut donc que vous intégriez bien les différentes étapes de la démonstration, vous risquez d’être peu guidé.

L’exercice 1 d’amérique du Nord 2015 qui a été commencé hier pourra être finit aujourd’hui [Correction sur labolycee.org]. Notons que la dernière question concernant Batman qui doit rattraper Rocketeer ressemble à la seconde partie de l’exo 1 de Liban 2015 [Correction sur labolycee.org].

La parties 2 de l’exercice 1 de Polynésie 2015 peut être faite aujourd’hui et permet de traiter un mouvement parabolique à 2 dimensions [Correction sur labolycee.org]. L’exercice 1 d’Amérique du Sud 2014 traite également d’un mouvement parabolique mais également de la conservation de la quantité de mouvement [Correction sur labolycee.org]. La partie 2 de l’exo 2 de Pondichéry 2016 permet de revoir la dynamique Newtonienne vue hier et de l’appliquer dans un champ uniforme [correction sur labolycee.org]. De même avec l’exercice 1 de Pondichéry 2017 [Correction sur labolycee.org]. Enfin, l’exercice 1 de Liban 2017 permet de s’entraîner à l’exploitation des équations horaires (elles sont données dès le début du sujet) et de revoir l’application de la conservation de la quantité de mouvement dans le cas des systèmes isolés [correction sur laLabolycee.org].

Pour le mouvement d’un électron dans un champ uniforme, 2 exercices très analogues traitent le sujet : exercice 3 d’Antilles 2013 [correction sur labolycee.org] et la partie 1 de l’exercice 2 de Liban 2014. Vous pouvez tenter la partie 2 qui est assez free-style. La partie 3 correspond à la physique quantique que nous aborderons après-demain [correction sur labolycee.org].
Dans la 2nde partie de l’exercice 1 de centre étrangers 2016, la question 2.3 vous demande de mettre tout cela en pratique, sans trop vous aider. De plus il est attendu d’avoir quelques souvenirs de la 1ère S. Bref, un exercice qu’il vaut mieux avoir vu pendant les révisions… [Correction sur labolycee.org]

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