{"id":7500,"date":"2016-11-01T11:11:30","date_gmt":"2016-11-01T10:11:30","guid":{"rendered":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/?p=7500"},"modified":"2019-05-21T22:39:29","modified_gmt":"2019-05-21T20:39:29","slug":"travaux-diriges-version-serieuse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aitia.fr\/erd\/travaux-diriges-version-serieuse\/","title":{"rendered":"Travaux dirig\u00e9s, version s\u00e9rieuse"},"content":{"rendered":"
\"integrale_transp\"

Une int\u00e9grale, \u00e7a fait s\u00e9rieux.
Mais on peut aussi raconter n’importe quoi
bien emball\u00e9 dans des math\u00e9matiques luxueuses.<\/p><\/div>\n

Le 11 septembre dernier, je proposais des travaux dirig\u00e9s<\/a> qui, bien que reposant uniquement sur des consid\u00e9rations de physique des plus s\u00e9rieuses, \u00e9taient assez loin par leur fantaisie, mais \u00e9galement par la quantit\u00e9 de connaissances mises en \u0153uvre pour les traiter, de ce qu’un enseignant d’universit\u00e9 est en droit d’exiger de ses \u00e9tudiants. Un “v\u00e9ritable” texte de travaux dirig\u00e9s, en physique au moins, se doit de poser des questions relativement ferm\u00e9es portant sur quelques lois bien pr\u00e9cises (celles vues en cours), et de faire appel \u00e0 un minimum de comp\u00e9tences math\u00e9matiques en exigeant quelques calculs litt\u00e9raux. Ce n’est certes pas au degr\u00e9 calculatoire que se mesure la bonne physique – il est possible d’en faire de tr\u00e8s mauvaise en mobilisant des math\u00e9matiques luxueuses – mais il est certain que, depuis Newton, tout physicien doit ma\u00eetriser quelques notions de calcul infinit\u00e9simal<\/a>.<\/p>\n

Je vous propose donc aujourd’hui un “v\u00e9ritable” texte de travaux dirig\u00e9s, tel qu’il peut \u00eatre propos\u00e9 \u00e0 des \u00e9tudiants de premi\u00e8re ann\u00e9e de physique dans le cadre d’un cours de m\u00e9canique du point<\/a>. Cette discipline est la premi\u00e8re \u00e0 \u00eatre enseign\u00e9e dans le cursus de physique \u00e0 l’universit\u00e9, en parall\u00e8le avec d’autres comme la thermodynamique<\/a> ou l’optique g\u00e9om\u00e9trique<\/a>. Elle constitue la base de nombreux autres champs de la m\u00e9canique, comme la m\u00e9canique des fluides<\/a> ou la r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux<\/a>.<\/p>\n

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La m\u00e9canique du point ne traite que du mouvement des points mat\u00e9riels qui, en pratique, sont les centres de gravit\u00e9 d’objets mat\u00e9riels non ponctuels (parce que les objets r\u00e9els et r\u00e9ellement ponctuels, on les cherche toujours). Elle est d’une grande utilit\u00e9 pour comprendre bon nombre de ph\u00e9nom\u00e8nes de la vie courante, que ce soit dans la conduite d’une automobile – ou d’un v\u00e9lo – pour prendre des ph\u00e9nom\u00e8nes dynamiques, ou dans la stabilit\u00e9 d’un \u00e9difice ou d’une simple \u00e9chelle de peintre pos\u00e9e contre un mur, pour prendre un exemple statique. Et bien entendu, elle est indispensable \u00e0 une bonne compr\u00e9hension du mouvement des plan\u00e8tes et de leurs satellites, naturels ou artificiels : c’est par exemple elle qui explique pourquoi l’altitude d’un satellite g\u00e9ostationnaire<\/a> – particuli\u00e8rement utile dans le domaine des t\u00e9l\u00e9communications – est n\u00e9cessairement d’un peu moins de 36 000 km.<\/p>\n

Mais redescendons sur Terre, et occupons-nous d’un probl\u00e8me tr\u00e8s concret : pourquoi un gratte-ciel tient-il debout, et s’il ne tient plus debout, qu’est-ce que sa chute peut nous apprendre sur la d\u00e9faillance de sa structure ? \u00c7a n’a l’air de rien, mais c’est un probl\u00e8me b\u00eate qui int\u00e9resse beaucoup de monde. La r\u00e9solution de ce probl\u00e8me fait appel aux lois du mouvement de Newton, et plus pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 la deuxi\u00e8me (encore appel\u00e9e principe fondamental de la dynamique<\/a>) et \u00e0 la troisi\u00e8me (encore appel\u00e9e principe des actions r\u00e9ciproques<\/a>). Voici donc ce texte, qui n’a pas \u00e9t\u00e9 donn\u00e9 pour l’instant \u00e0 des \u00e9tudiants car je n’enseigne pas actuellement la m\u00e9canique du point, mais qui pourrait tout \u00e0 fait l’\u00eatre car il correspond parfaitement aux connaissances enseign\u00e9es en premi\u00e8re ann\u00e9e d’une licence de physique, voire d’un autre cursus scientifique comme la chimie ou les math\u00e9matiques.<\/p>\n

\"gratte-ciel\"<\/a>(cliquer sur l’image pour t\u00e9l\u00e9charger le document de 2 pages au format PDF)
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Ce texte n’est en rien adapt\u00e9, ou “vulgaris\u00e9”<\/strong>, pour \u00eatre plus facilement “dig\u00e9r\u00e9” par les lecteurs non scientifiques de ce blog ; il s’agit de physique telle qu’elle est habituellement enseign\u00e9e \u00e0 l’universit\u00e9 (m\u00eame s’il s’agit ici d’un niveau \u00e9l\u00e9mentaire : premi\u00e8re ann\u00e9e). Il est donc normal que cet exercice paraisse ardu aux non-physiciens.<\/strong> Je d\u00e9teste au plus haut point cette fa\u00e7on qu’ont certains “vulgarisateurs” de faire croire que la physique c’est “cool” et que \u00e7a ne “prend pas la t\u00eate”. Si, c’est un domaine souvent difficile, exigeant et ingrat, et dont l’int\u00e9r\u00eat – une puissance explicative parfois \u00e9blouissante, passant par une \u00e9l\u00e9gance et une \u00e9conomie d’hypoth\u00e8ses\u00a0 impressionnantes – d\u00e9pend tr\u00e8s directement d’une extr\u00eame rigueur de raisonnement… et du fameux “sens physique” qui consiste \u00e0 savoir simplifier les probl\u00e8mes complexes pour n’en retenir que les aspects importants. Et c’est sans doute cela, finalement, le plus difficile \u00e0 acqu\u00e9rir !<\/p>\n

Le corrig\u00e9 sera donn\u00e9 dans une semaine. Bonne r\u00e9flexion !<\/p>\n

(Et maintenant, suivre ce lien<\/a> pour la correction…)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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