Sciences Physiques Terminale S

I - CHAMPS ET INTERACITONS DANS L'UNIVERS [27 h + (9h)]
 

        Cette partie met l'accent sur les interactions fondamentales décrites en termes de champs dans des cas simples.
        Les situations envisagées, mouvements dans un champ de gravitation ou dans le champ de pesanteur terrestre, dans un champ électrique et dans un champ magnétique, conduisent à appliquer la relation de la dynamique et le théorème de l'énergie cinétique (démontré à partir de cette relation) à des domaines d'échelle spatiale très étendus.
 
 
 

CONTENUS

COMPETENCES EXIGIBLES

1. Champs et interactions. 1.1.lnteraction gravitationnelle  1.1.1. Des lois empiriques de Képler à la modélisation de Newton; la loi de gravitation  universelle.  Aspects historiques (Ptolémée, Tycho-Brahé, Copernic, Galilée)  1.1.2. Champ de gravitation, champ de pesanteur à la surface d'un corps céleste: exemples de la Terre et de la Lune.  1.1 Interactions électromagnétiques.  1.2.1.Loi de Coulomb. Analogies et différences avec la loi de gravitation. Ordres de grandeur.  1.2.2. Notion de champ électrique. Illustration expérimentale.  1.2.3. Notion de champ magnétique. Expériences illustrant l'existence d'interactions   électromagnétiques. Champ du solénoïde.                                                  2. Lois de la dynamique 2.1 Centre d'inertie. Rappel du principe d'inertie (1ère loi de Newton) Importance du référentiel.  2.2 Variation du vecteur vitesse VG. Vecteur accélération aG. Relation fondamentale de la dynamique (2ème loi de Newton). Théorème du centre d'inertie. Rappel de la loi des actions réciproques (3ème loi de Newton)  2.3. Théorème de rénergie cinétique. Travail reçu par  un  solide en translation soumis  à une  force constante. Puissance.  3. Applications. 3.1. Chute d'un solide dans le champ de pesanteur uniforme, plan incliné.  32. Mouvement des satellites, mouvement des planètes du système solaire dans l'approximation du mouvement circulaire uniforme. .

-connaître la définition d'un référentiel galiléen  - connaître la définition des référentiels géocentrique et héliocentrique, référentiels galiléens approchés.  - connaître la loi de la gravitation (expression vectorielle), loi universelle.  - connaître l'expression du champ de gravitation créé par un objet ponctuel ou à symétrie sphérique.  - connaitre la définition d'un champ uniforme.  - savoir que, dans un domaine restreint au voisinage du sol, le champ de pesanteur est uniforme.  - connattre la loi de Coulomb (expression vectorielle)  - présenter les analogies et différences entre les deux lois:   - expression commune en 1 / r2   - force attractive de gravitation.   - force électrique attractive ou répulsive.   - ordres de grandeur relatifs.  - connaître la relation de définition du champ électrique.  - décrire un dispositif permettant d'obtenir un champ électrique uniforme.  - connaître les caractéristiques du champ électrique dans un condensateur plan.  -savoir:   * qu'une aiguille aimantée peut jouer le rôle d'un détecteur de champ magnétique et indiquer direction et sens du vecteur champ magnétique.   * que l'existence d'un champ magnétique implique celle d'aimants ou de courants électriques (et réciproquement).   * que |B| créé par un courant I varie linéairement avec I en l'absence de milieux magnétiques.  - mesurer un champ magnétique à l'aide d'une sonde de Hall.  - décrire un dispositif perrnettant d'obtenir un champ magnétique uniforme.  - savoir    * que si un ensemble de forces agissant de l'extérieur sur un solide est tel que SF = O, alors le vecteur vitesse VG de son centre de gravité est constant.  * que si un ensemble de forces agissant de l'extérieur sur un solide sont telles que SF # O alors le vecteur vitesse VG  de son centre de gravité varie.  - énoncer et mettre en oeuvre dans le cadre des applications du programme:  la loi des actions réciproques,  la relation fondamenale de la dynamique,  le théorème de l'énergie cinétique pour un solide en translation.  - connaître l'expression du  travail reçu par un solide en mouvement de translation rectiligne et soumis à des forces constantes dans le temps ainsi que celle de la puissance associée.  - connaître l'expression du travail du poids.  - savoir que celui ne dépend pas du trajet suivi par le solide.