Toutes les formules de physique du programme 2ème année Bac (PC, SM, SVT) : ondes, transformations nucléaires, dipôles RC/RL/RLC, mécanique de Newton, satellites et systèmes oscillants. En filière PC, la physique-chimie est la matière reine : coefficient 7 à l'examen national.
1. Ondes mécaniques progressives
v = d/Δt · λ = v·T = v/N · N = 1/T
Retard : τ = d/v · y_M(t) = y_S(t − τ)
Retard : τ = d/v · y_M(t) = y_S(t − τ)
- λ (m) : longueur d'onde — distance parcourue pendant une période T.
- Deux points vibrent en phase si d = k·λ, en opposition de phase si d = (k + ½)·λ.
- Corde tendue : v augmente avec la tension. Surface de l'eau : la profondeur influence v (milieu dispersif).
2. Propagation de la lumière
Diffraction : θ = λ/a (θ en rad, a = largeur de la fente)
Largeur de la tache centrale : L = 2λD/a
Indice : n = c/v · λ_milieu = λ_vide/n · c = 3×10⁸ m/s
Largeur de la tache centrale : L = 2λD/a
Indice : n = c/v · λ_milieu = λ_vide/n · c = 3×10⁸ m/s
💡 La fréquence ne change pas quand la lumière change de milieu — c'est la longueur d'onde et la vitesse qui changent. Erreur classique au national.
3. Décroissance radioactive
N(t) = N₀·e^(−λt) · a(t) = λ·N(t) · t½ = ln2/λ · τ = 1/λ
a en becquerel (Bq) · Après n demi-vies : N = N₀/2ⁿ
a en becquerel (Bq) · Après n demi-vies : N = N₀/2ⁿ
Noyaux, masse et énergie
E = m·c² · Δm = Z·m_p + (A−Z)·m_n − m_noyau · E_ℓ = Δm·c²
E_libérée = |Δm_réaction|·c² · 1 u = 931,5 MeV/c²
E_libérée = |Δm_réaction|·c² · 1 u = 931,5 MeV/c²
- α : émission d'un noyau ⁴₂He · β⁻ : neutron → proton + électron · β⁺ : proton → neutron + positon.
- Lois de conservation (Soddy) : conservation de A et de Z.
- Fission : noyau lourd + neutron → 2 noyaux + neutrons · Fusion : 2 noyaux légers → 1 noyau.
4. Dipôle RC
τ = R·C · q = C·u_C · i = dq/dt
Charge : u_C(t) = E(1 − e^(−t/τ)) · Décharge : u_C(t) = E·e^(−t/τ)
Énergie : E_e = ½C·u_C²
Charge : u_C(t) = E(1 − e^(−t/τ)) · Décharge : u_C(t) = E·e^(−t/τ)
Énergie : E_e = ½C·u_C²
- À t = τ : u_C ≈ 0,63E (charge) · le régime permanent est atteint vers t = 5τ.
- Équation différentielle (charge) : du_C/dt + u_C/τ = E/τ.
5. Dipôle RL
τ = L/R · u_L = L·di/dt + r·i
Établissement : i(t) = (E/R_total)(1 − e^(−t/τ)) · Énergie : E_m = ½L·i²
Établissement : i(t) = (E/R_total)(1 − e^(−t/τ)) · Énergie : E_m = ½L·i²
6. Oscillations libres RLC
T₀ = 2π√(LC) · Équation : d²q/dt² + (R/L)·dq/dt + q/(LC) = 0
Si R = 0 : q(t) = Q_m·cos(2πt/T₀ + φ) · E_totale = ½q²/C + ½L·i²
Si R = 0 : q(t) = Q_m·cos(2πt/T₀ + φ) · E_totale = ½q²/C + ½L·i²
- R faible → régime pseudo-périodique (oscillations amorties) · R grand → régime apériodique.
- Entretien des oscillations : un générateur compense l'énergie dissipée par effet Joule.
7. Mécanique — Lois de Newton
2ème loi : ΣF = m·a · a = dv/dt · v = dx/dt
P = m·g · Frottement fluide : f = −k·v
P = m·g · Frottement fluide : f = −k·v
Chute libre verticale
a = g · v(t) = g·t + v₀ · z(t) = ½g·t² + v₀t + z₀
Projectile (mouvement plan)
x(t) = v₀·cos(α)·t · z(t) = −½g·t² + v₀·sin(α)·t
Trajectoire : z = −g·x²/(2v₀²cos²α) + x·tan α
Trajectoire : z = −g·x²/(2v₀²cos²α) + x·tan α
Satellites et planètes
F = G·m·M/r² · v = √(GM/r) · T² /r³ = 4π²/(GM) (3ème loi de Kepler)
G = 6,67×10⁻¹¹ N·m²/kg²
G = 6,67×10⁻¹¹ N·m²/kg²
💡 Pour un satellite géostationnaire : T = 24 h, orbite dans le plan équatorial, même sens de rotation que la Terre. Question de cours fréquente.
8. Systèmes oscillants
Pendule élastique : T₀ = 2π√(m/k) · x(t) = X_m·cos(2πt/T₀ + φ)
Pendule pesant (faibles amplitudes) : T₀ = 2π√(J/(mgd)) · Pendule simple : T₀ = 2π√(ℓ/g)
Pendule pesant (faibles amplitudes) : T₀ = 2π√(J/(mgd)) · Pendule simple : T₀ = 2π√(ℓ/g)
Aspects énergétiques
E_c = ½m·v² · E_p élastique = ½k·x² · E_m = E_c + E_p
W(F) = F·d·cos θ · ΔE_c = ΣW (théorème de l'énergie cinétique)
W(F) = F·d·cos θ · ΔE_c = ΣW (théorème de l'énergie cinétique)
- Sans frottement : E_m constante — les oscillations sont entretenues naturellement.
- Avec frottement : E_m diminue, dissipée en chaleur.
9. Atome et mécanique de Newton (quantification)
ΔE = E_finale − E_initiale = h·ν = h·c/λ · h = 6,63×10⁻³⁴ J·s
Niveaux de l'hydrogène : Eₙ = −13,6/n² (eV)
Niveaux de l'hydrogène : Eₙ = −13,6/n² (eV)
- Émission d'un photon : l'atome descend d'un niveau (ΔE < 0) · absorption : il monte.
- L'énergie de l'atome est quantifiée — contrairement à la mécanique de Newton, valable à l'échelle macroscopique.
⚠️ Pièges fréquents : oublier de convertir les unités (ms → s, cm → m, MeV → J) · confondre λ (longueur d'onde) et λ (constante radioactive) selon le chapitre · oublier r (résistance interne de la bobine) dans u_L · utiliser le diamètre au lieu du rayon dans les satellites.
Poids de la physique selon ta filière
| Filière | Coef. national | Page coefficients |
|---|---|---|
| Sciences Physiques (PC) | 7 | Coefficients PC |
| Sciences Maths A / B | 7 | SM-A · SM-B |
| SVT | 5 | Coefficients SVT |
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