Dossier de Physique - Faculté des Sciences
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
Dossier de Physique
Formules de physique
à l’usage du secondaire
Véronique Bouquelle
Faculté Diffusé par la Maison des Sciences
des
SciencesFormulaire de physique
à l’usage de l’enseignement secondaire
Courants
alternatifs
ns,p : nbre de spires au
prim./sec.
Rapport de Us,p : tension au
transformation prim./sec.
Is,p : intensité au
prim./sec.
Ueff : tension efficace
(V)
Umax : tension
Ueff (V) √ maximale (V)
Valeurs efficaces
Ieff (A) Ieff : intensité
√ efficace (A)
Imax : intensité
maximale (A)
Ueff : tension efficace
(V)
Puissance P (W)
Ieff : intensité
efficace (A)
Dynamique
μ : coefficient de
frottement (sans
unité, compris
Force de frottement Ff (N)
entre 0 et 1)
N : force normale
(N)
Coefficients de
frottement statique
et dynamique
Lois de Newton
Si pas de force résultante, MRU ou
1ère loi
immobile.
m : masse du corps
2ème loi F (N) (kg)
a : accélération (m/s2)
Action = Réaction ;
ème
3 loi sens opposés ;
agissent sur des corps différents
p : impulsion (kg.m/s)
Impulsion p (kg.m/s) m : masse (kg)
v : vitesse (m/s)
1Conservation de l’impulsion, mais pas de
Collisions
l’énergie cinétique qui se transforme en
inélastiques
une autre forme d’énergie.
Conservation de l’impulsion et de
Collisions élastiques
l’énergie cinétique.
Electricité
kél : constante
électrique = =
9 2 2
9.10 Nm /C dans
loi de Coulomb F (N) l’air ; 0 : permittivité
électrique du vide
Q : charge (C)
d : distance entre les
charges (m)
F : force à laquelle la
charge q est soumise
(N)
⃗ q : charge soumise au
E (N/C ou ⃗ champ électrique (C)
champ électrique
V/m) Q : charge à l’origine
du champ électrique
(C)
d : distance à la
charge Q (m)
Q : charge créant le
potentiel (C)
d : distance à la
potentiel électrique V (V)
charge Q (m)
avec la convention V =
0 à l’infini
q : charge (C)
intensité I (A)
t : temps (s)
tension ou
P : puissance (W)
différence de U (V)
I : intensité (A)
potentiel
W : travail (J)
q : charge (C)
U : tension (V)
I : intensité (A)
ρ : résistivité
dépendant du
résistance R (Ω) matériau (Ωm)
L : longueur du
conducteur (m)
S = πR2 : section du
conducteur (m2)
2U : tension (V)
puissance électrique P (W) I : intensité (A)
R : résistance (Ω)
résistances en série R : résistance (Ω)
résistances en
R : résistance (Ω)
parallèle
en un nœud, ∑ courants entrants =
1ère loi de Kirchhoff
∑ courants sortants
tensions en série U : tension (V)
tensions en parallèle U : tension (V)
intensités en série I : intensité (A)
intensités en
I : intensité (A)
parallèle
Q : charge de l’une
capacité d’un des plaques (C)
C (F)
condensateur U : tension entre les
plaques (V)
Q : charge de l’une
des plaques (C)
énergie d’un U : tension entre les
W (J)
condensateur chargé plaques (V)
C : capacité du
condensateur (F)
U : tension fournie
par la pile (V)
E : tension
électromotrice de la
tension fournie par pile (V)
U (V)
une pile r : résistance interne
de la pile (Ω)
I : intensité de
courant dans le
circuit (A)
Energie,
thermodynamique
F : force (N)
d : distance sur
laquelle elle s’applique
travail d’une force W (J) (m)
α : angle entre le
déplacement et la
force
Le travail est égal à la variation
Théorème de Ec,f : énergie cinétique
d’énergie cinétique :
l’énergie cinétique finale (J)
3F : force (N) dont le
point d’application se
déplace
v : vitesse à laquelle
le point d’application
Puissance d’une force P (W)
de la force se déplace
(m/s)
α : angle entre le
déplacement et la
force
m : masse du corps
(kg)
énergie cinétique Ec (J)
v : vitesse du corps
(m/s)
m : masse du corps
(kg)
énergie potentielle g : champ de
Ep (J)
gravitationnelle pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
h : hauteur (m)
E : énergie (J)
puissance P (W) t : intervalle de temps
(s)
rendement (%)
rendement d’une
(%) T : température (K)
machine thermique
c : chaleur massique
J/(kg.°C)
m : masse de la
si pas de changement d’état substance (kg)
énergie thermique Q (J)
Q=mL si changement d’état : élévation de
température (°C)
L : chaleur latente
(J/kg)
p : pression (Pa)
V : volume (m3)
gaz parfaits n : nombre de moles
R = 8,31 J.kg-1.°C-1 ;
cste des gaz parfaits
théorie cinétique des
k = 1,38.10-23 J/K;
gaz : énergie
ECmoy (J) cste de Boltzmann
cinétique des
T : température (K)
molécules d’un gaz
nombre de molécules
dans une mole = nbre NA NA = 6,02.1023 molécules/mole
d’Avogadro
4m0 : masse au repos
(kg)
énergie au repos E0 (J) c = 3.108 m/s ; vitesse
de la lumière dans le
vide
électron-volt 1 eV = 1,6.10-19 J
: température en
température absolue T (K) T= + 273,15
°C
a : coef. de
dilatation linéaire
(K-1)
dilatation linéaire L (m) L0 : longueur initiale
(m)
T : variation de
température (K)
b : coef. de
dilatation
superficielle (K-1) ;
dilatation b = 2a
S (m2)
superficielle V0 : volume initial
(m3)
T : variation de
température (K)
c : coef. de
dilatation volumique
(K-1) ; c = 3a
dilatation volumique V (m3) V0 : volume initial
(m3)
T : variation de
température (K)
Fluides
Statique des
fluides
(kg/m3 ou m : masse (kg)
masse volumique
g/cm3) V : volume (m3)
corps : masse
volumique du corps
(kg/m3)
densité d
eau : masse volumique
de l’eau (1000 kg/m3 =
1 g/cm3)
F : force (N)
pression p (Pa)
S : surface (m2)
1 atm = 1,013.105 Pa
1 mbar = 100 Pa
5pexterne : pression sur
le fluide (Pa)
: masse volumique
pression dans un
du fluide (kg/m3)
fluide à une p (Pa)
g : champ de
profondeur h pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
h : profondeur (m)
: masse volumique
du fluide (kg/m3)
Tout corps plongé dans un fluide subit g : champ de
FArchimède
poussée d’Archimède une poussée égale au poids du volume pesanteur (m/s2 ou
(N)
de fluide déplacé : N/kg)
V : volume de fluide
déplacé (m3)
Si un corps flotte dans un fluide, son
poids = la poussée d’Archimède.
Une pression externe appliquée à un
principe de Pascal fluide se transmet à tout le fluide
(dans une enceinte fermée).
p : pression exercée
sur le fluide (Pa)
F : force exercée
dans chaque cylindre
(N)
machine hydraulique
S : section de chaque
cylindre (m2)
y : hauteur de laquelle
monte/descend le
piston (m)
Dynamique des
fluides
S1 : section de la
conduite à l’endroit 1
(m2)
v1 : vitesse du fluide à
équation de l’endroit 1 (m/s)
continuité S2 : section de la
conduite à l’endroit 2
(m2)
v2 : vitesse du fluide à
l’endroit 2 (m/s)
6p1 : pression du fluide
à l’endroit 1 (Pa)
: masse volumique
du fluide (kg/m3)
g : champ de
équation de Bernoulli pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
h1 : hauteur de
l’endroit 1 (m)
v1 : vitesse du fluide à
l’endroit 1 (m/s)
S : section de
théorème de
l’ouverture (m2)
Torricelli : débit d’un
D (m3/s) √ h : hauteur d’eau
liquide s’écoulant
au-dessus de
hors d’un récipient
l’ouverture (m)
Gravitation
m : masse du corps
(kg)
Poids, force de
G (N) g : champ de
pesanteur
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
= 6,67.10-11
Nm2/kg2 ; constante
universelle de
gravitation
Force d’attraction m1 : masse du corps 1
F (N)
gravitationnelle (kg)
m2 : masse du corps 2
(kg)
d : distance entre les
deux corps (m)
1ère loi de Kepler Trajectoire = ellipse
Aires égales en des temps égaux
2ème loi de Kepler
vitesse plus grande près de l’astre
T : période (unité de
Lien temps)
3ème loi de Kepler période - qui dépend de l’astre R : rayon orbital
rayon moyen (unité de
distance)
a : demi grand axe (m)
rmin : dist. min. à
ellipses :
e (0Magnétisme
: perméabilité
magnétique du
matériau à
l’intérieur du
solénoïde (Tm/A)
champ magnétique
B (T) (pour l’air : 4π.10-7)
dans un solénoïde
N : nbre de spires
L : longueur du
solénoïde (m)
I : intensité dans
les spires (A)
Q : charge (C)
v : vitesse de la
charge (m/s)
force magnétique sur
B:champ
une charge en
F (N) ⃗ et E = 0 magnétique(T)
mouvement (force de F = 0 si ⃗
E : champ électr.
Lorentz)
(N/C)
α : angle entre ⃗ et
⃗
I : intensité (A)
L : longueur de fil
dans le champ
force magnétique sur magnét. (m)
un courant (force de F (N) ⃗ B : champ
F = 0 si
Laplace) magnétique (T)
α : angle entre le fil
parcouru par le
courant et ⃗
N : nbre de spires du
circuit
B : champ magnétique
présent (T)
S : surface de la spire
flux magnétique à traversée par les
Φ (Wb)
travers une surface lignes de champ
magnétique (m2)
α : angle entre le
champ magnétique et
la perpendiculaire au
circuit
8N : nbre de spires du
circuit
tension induite ou ΔΦ : variation de flux
Uinduite (V)
force électromotrice magnétique
E
induite Δt : intervalle de
temps pendant lequel
dure cette variation
MCU
T : période (s)
Période et fréquence
f : fréquence (Hz)
R : rayon (m)
Vitesse linéaire v (m/s)
T : période (s)
T : période (s)
v : vitesse linéaire
Vitesse angulaire (rad/s)
(m/s)
R : rayon (m)
v : vitesse linéaire
(m/s)
Accélération
acp (m/s2) R : rayon (m)
centripète
: vitesse angulaire
(rad/s)
m : masse du corps en
rotation (kg)
v : vitesse linéaire
Force centripète Fcp (N) (m/s)
R : rayon (m)
: vitesse angulaire
(rad/s)
vmax : vitesse
maximale possible
(m/s)
μ : coefficient
d’adhérence
Virages horizontaux vmax (m/s) √ g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
R : rayon du virage
(m)
MRU
d : distance
parcourue (m)
vitesse moyenne v (m/s)
Δt : intervalle de
temps (s)
x0 : position initiale
(m)
position instantanée x (m) v0 : vitesse initiale
(m/s)
t : instant (s)
9MRUA
x0 : position initiale
(m)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
distance parcourue x (m)
a : accélération (m/s2)
t : instant (s)
v : vitesse à l’instant t
(m/s)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
vitesse instantanée v (m/s)
a : accélération (m/s2)
t : instant (s)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
a : accélération (m/s2)
x :distance parcourue
(m)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
v : vitesse atteinte à
vitesse moyenne vm (m/s)
l’instant où l’on calcule
la vitesse moyenne
(m/s)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
Chute libre y (m)
N/kg)
t : instant (s)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
v (m/s)
√ t : instant (s)
y : position à l’instant
t
Nucléaire
Z : nbre de protons
nombre de masse ou
A N : nbre de
nombre de nucléons
neutrons
X : symbole
chimique de
l’élément
notation nucléaire A : nbre de
nucléons
Z : nbre de protons
constante de
désintégration (/s) ⁄ : demi-vie (s)
⁄
radioactive
10N0 : nbre initial de
noyaux
nbre de
loi de décroissance : constante de
noyaux
radioactive désintégration
N(t)
radioactive (/s)
t : temps (s)
A0 : activité initiale
(Bq)
: constante de
désintégration
activité A (Bq)
radioactive (/s)
t : temps (s)
N (t) : nbre de
noyaux au temps t
Ondes
: fréquence (Hz)
longueur d’onde λ (m)
T : période (s)
A : amplitude (m)
ω = 2πf : vitesse
angulaire (rad/s)
élongation d’un point : fréquence (Hz)
à une distance d de yP (t) T : période (s)
la source t : temps (s)
φ : constante de
phase (rad)
λ : longueur d’onde (m)
T : tension dans la
vitesse de
corde (N)
propagation d’une v (m/s) √ µ : masse linéique de
onde sur une corde la corde (kg/m)
n : nombre naturel
Fréquences des
v : vitesse de
harmoniques - Onde
propagation de
stationnaire avec fn (Hz)
l’onde (m/s)
deux extrémités
L : longueur du
ouvertes ou fermées
tuyau/corde, … (m)
n : nombre naturel
Fréquences des v : vitesse de
harmoniques - Onde propagation de
fn (Hz)
stationnaire avec une l’onde (m/s)
extrémité fermée L : longueur du
tuyau/corde, … (m)
f1/2 : fréquence de
Fréquence de chacune des ondes
fbat (Hz) | |
battement qui se superposent
(Hz)
11P : puissance sonore
(W)
Intensité sonore I (W/m2) S : surface
I décroît en 1/R2 recevant cette
puissance (m2)
I : intensité sonore
(W/m2)
Niveau d’intensité
β (dB) I0 = 10-12 W/m2 :
sonore
seuil d’audition à
1000 Hz
Effet Doppler
f : fréquence émise
par la source (Hz)
source en mouvement fréquence
( ) quand la source se v : vitesse de l’onde
– observateur au perçue f’
rapproche/s’éloigne (m/s)
repos (Hz)
vs : vitesse de la
source (m/s)
f : fréquence émise
par la source (Hz)
source au repos – fréquence
( ) quand l’observateur se v : vitesse de l’onde
observateur en perçue f’
rapproche/s’éloigne (m/s)
mouvement (Hz)
vo : vitesse de
l’observateur (m/s)
Optique
géométrique
i : angle d’incidence
réflexion i=r
r : angle de réflexion
p : distance objet-
miroir (m)
q : distance miroir-
image (m)
miroir plan
h : hauteur de l’objet
(m)
h’ : hauteur de l’image
(m)
c = 3.108 m/s, vitesse
de la lumière dans le
indice de vide
réfraction
réfraction v : vitesse de la
lumière dans le milieu
considéré (m/s)
12i : angle d’incidence
r : angle de réfraction
v1 : vitesse de la
lumière dans le milieu
1 (m/s)
v2 : vitesse de la
lumière dans le milieu
loi de Snell - 2 (m/s)
Descartes λ1 : longueur d’onde
dans le milieu 1 (m)
λ2 : longueur d’onde
dans le milieu 2 (m)
n1 : indice de
réfraction du milieu 1
n2 : indice de
réfraction du milieu 2
En général, l’indice de réfraction
augmente avec la fréquence de la
lumière -> dispersion et milieu dit
« dispersif »
n1 : indice de
profondeur réfraction du milieu 1
apparente n2 : indice de
réfraction du milieu 2
n1 : indice de
réflexion totale
angle limite réfraction du milieu 1
(angle de réfraction
n2 : indice de
= 90°) réfraction du milieu 2
f : distance focale (m)
n : indice de
réfraction de la
lentille
équation du fabricant
( ) R1,2 : rayons de
de lentilles
courbure des
surfaces de la lentille
(m ; >0 si convexe,m : grossissement
total
systèmes de
m1 : grossissement de
lentilles ; m
la lentille 1
grossissement m2 : grossissement de
la lentille 2
Optique
ondulatoire
: angle auquel se
trouve l’extinction
(°)
k : n° de l’extinction
de part et d’autre
diffraction par une
extinction du max central
fente
: longueur d’onde
de la lumière
incidente (m)
a : largeur de la
fente (m)
: angle auquel se
trouve la frange
brillante (°)
k : n° de la frange
de part et d’autre
diffraction par un franges du max central
réseau brillantes : longueur d’onde
de la lumière
incidente (m)
a : distance entre
les fentes du
réseau (m)
yk : distance de la
kième frange
brillante de part et
d’autre du max
central
: longueur d’onde
franges
interférences de la lumière
brillantes
incidente (m)
a : distance entre
les deux fentes (m)
D : distance entre
les fentes et l’écran
(m)
14Oscillations
A : amplitude (m)
ω = 2πf : vitesse
angulaire (rad/s)
élongation de la : fréquence (Hz)
y (m)
source T : période (s)
t : temps (s)
φ : constante de
phase (rad)
concordance de Δt : retard (s)
phase T : période (s)
Δt : retard (s)
opposition de phase
T : période (s)
k : constante de
raideur du ressort
ressort ; vitesse
ω (rad/s) √ (N/m)
angulaire
m : masse de l’objet
oscillant
k : constante de
loi de Hooke pour les
F (N) raideur (N/m)
objets élastiques
y : élongation (m)
k : constante de
énergie potentielle
Epe (J) raideur (N/m)
élastique
y : élongation (m)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
pendule simple ;
ω (rad/s) √ N/kg)
vitesse angulaire
L : longueur du
pendule (m)
A : amplitude (m)
ω = 2πf : vitesse
angulaire (rad/s)
: fréquence (Hz)
vitesse d’oscillation v (m/s)
T : période (s)
t : temps (s)
φ : constante de
phase (rad)
A : amplitude (m)
ω = 2πf : vitesse
angulaire (rad/s)
: fréquence (Hz)
accélération a (m/s2)
T : période (s)
t : temps (s)
φ : constante de
phase (rad)
15Statique
Une poulie fixe change l’orientation
d’une force.
Un système de poulies fixes et de
Machines simples :
poulies mobiles divise la force à
poulies
exercer pour soulever une charge par
le nombre de cordes soutenant les
poulies mobiles.
Ff = force fournie par
la machine (N)
Fa = force appliquée à
la machine (N)
avantage mécanique xa = dist. sur laquelle
AMT
théorique agit la force appliquée
(m)
xf = dist. sur laquelle
agit la force fournie
(m)
La = longueur du bras
où on applique la force
(m)
leviers Lf = longueur du bras
où on reçoit la force
fournie par le levier
(m)
équilibre de
∑ F : force (N)
translation
M : moment de la
force (Nm)
r : distance entre le
point d’application de
la force et l’axe de
∑ ⃗⃗ rotation (m)
équilibre de rotation F : force (N)
⃗⃗⃗ ⃗
θ : le plus petit angle
entre et ⃗ (°)
I : moment d’inertie
(kg.m2)
α : accélération
angulaire (rad/s2)
16Théorie quantique
h = 6,63.10-34 J .s ;
constante de Planck
f : fréquence de la
lumière (Hz)
énergie d’un photon E (J) c = 3.108 m/s ; vitesse
de la lumière dans le
vide
: longueur d’onde de
la lumière (m)
h = 6,63.10-34 J .s ;
constante de Planck
effet f : fréquence de la
photoélectrique ; lumière (Hz)
Ec (J)
énergie cinétique des W : travail
électrons d’extraction (J)
f0 : fréquence seuil
(Hz)
h = 6,63.10-34 J .s ;
dualité onde- constante de Planck
corpuscule pour la m : masse de la
(m)
matière ; longueur particule (kg)
d’onde v : vitesse de la
particule (m/s)
Tir oblique
v0 : vitesse initiale
(m/s)
distance horizontale x (m)
: angle de tir (°)
t : instant (s)
y0 : hauteur initiale
(m)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
distance verticale y (m) : angle de tir (°)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
t : instant (s)
v0 : vitesse initiale
vitesse horizontale vx (m/s) (m/s)
: angle de tir (°)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
: angle de tir (°)
vitesse verticale vy (m/s) g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
t : instant (s)
17v0 : vitesse initiale
(m/s)
vitesse totale v (m/s) √ vy : vitesse verticale
(m/s)
t : instant (s)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
: angle de tir (°)
portée R (m)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
v0 : vitesse initiale
(m/s)
: angle de tir (°)
hauteur maximale ymax (m)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
x : distance
horizontale (m)
v0 : vitesse initiale
y en fct de (m/s)
trajectoire
x : angle de tir (°)
g : champ de
pesanteur (m/s2 ou
N/kg)
Tir horizontal
h : hauteur initiale (m)
√
Math
R : rayon du cercle
périmètre d’un cercle P (m)
(m)
R : rayon du cercle
surface d’un cercle S (m2)
(m)
R : rayon de la sphère
surface d’une sphère S (m2)
(m)
R : rayon de la sphère
volume d’une sphère V (m3)
(m)
18Nom des unités
V : volt Bq : becquerel
A : ampère W : watt
C : coulomb rad : radian
F : farad Hz : hertz
N : newton K : kelvin
kg : kilogramme °C : degré Celsius
m : mètre T : tesla
s : seconde Wb : weber
Pa : pascal dB : décibel
Ω : ohm
J : joule
19Vous pouvez aussi lire
