0P06 PHYSIQUE - PASS
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Informations générales
Enseignants
Responsable de l'UE :
Anne-Sophie CARNOY
Autres intervenants :
Yannick LETAWE
Situation dans le cursus
Section(s) :
Année préparatoire au Master en Sciences de l'ingénieur industriel
Année académique :
2021-2022
Place dans le programme :
1er bloc master
Période(s) de l'année :
2ème quadrimestre
Crédits & langues
Identification de l'UE :
C2-B0 Q2-UE6
Langue d'enseignement :
Français
Langue d'évaluation :
Français
Activités d'apprentissage
| | Volume horaire |
| CINEMATIQUE ET DYNAMIQUE DES MECANISMES | 45,00 h |
| PHYSIQUE APPLIQUEE | 25,00 h |
Objectifs
Développer chez l'étudiant sa capacité à résoudre des problèmes de mécanique des fluides et de dynamique des corps rigides, de manière simple et logique en utilisant les principes de base de la mécanique newtonienne. Aborder les ondes électromagnétiques, avec un accent particulier sur la lumière visible.
Acquis d'apprentissage (AA) et compétences
Physique appliquée:
- AA1: Utiliser le calcul différentiel et intégral. En particulier, appliquer le calcul différentiel en mécanique des fluides et dans les calculs d'erreurs.
- AA2: Définir les propriétés des fluides (masse volumique, compressibilité, viscosité), en discernant les liquides des gaz.
- AA3: En hydrostatique, formuler et expliquer la loi de l'action de la pesanteur sur les fluides. Grâce à cette loi, résoudre des problèmes relatifs à la distribution de pression au sein d'un fluide et à la force d'Archumède.
- AA4: En hydrodynamique, dans le cadre du transport de fluides incompressibles dans des tuyaux en régime permanent, formuler et expliquer l'équation de continuité, l'équation de Bernouilli, et les formules de pertes de charge en écoulement laminaire ou turbulent. Appliquer ces équations dans des problèmes d'écoulements, y compris le dimensionnement de pompes et de turbines.
- AA5: En hydrodynamique, dans le cadre du déplacement d'objets dans des fluides, formuler et expliquer les forces de traînées. Calculer la vitesse limite d'objets se déplaçant dans des fluides divers.
- AA6: Discerner les différents types d'ondes électrromagnétiques et aborder la théorie photonique.
- AA7: Connaître et utiliser les relations entre la température d'un corps et les ondes électromagnétiques (essentiellement infrarouge) émises par le corps.
- AA8: Décrire la réflexion et la réfraction de la lumière visible.
- AA9: Connaître les définitions et unités relatives aux puissances ou intensités de lumière émise ou réfléchie.
- AA10: Effectuer des calculs de propagation d'erreurs et garder le nombre de chiffres significatifs adéquats.
Cinématique et dynamique des mécanismes:
La compétence principale à développer est la suivante: "
Analyser et modéliser dans le plan la dynamique (relations entre forces et mouvement) des mécanismes articulés".
Pour y arriver, les objectifs suivants sont poursuivis:
- AA1: Connaître et expliquer les concepts de bases en cinématique et dynamique des mécanismes.
- AA2: Déterminer et dériver par rapport au temps les relations géométriques reliant le positionnement d'un mécanisme à un ensemble de variables indépendantes choisies, pour obtenir les vitesses et accélérations des différents points du mécanisme.
- AA3: Analyser et modéliser la cinématique (étdue du mouvement indépendemment des causes de celui-ci) de mécanismes articulés en appliquant les relations vectorielles de changement de repère au mouvement des corps rigides dans le plan et dans l'espace.
- AA4: Analyser un problème plan de dynamique en caractérisant les inconnues indépendantes du problème et en décrivant les équations disponibles pour le résoudre
- AA5: Analyser et modéliser dans le plan la dynamique des mécanismes articulés, en appliquant les lois de Newton aux corps rigides.
- AA6: Analyser et modéliser dans le plan la dynamique (relations entre forces et mouvement) des mécanismes articulés, en appliquant des formes intégrées dans l'espace des lois de Newton (Principes de conservation de l'énergie et Langrangien) aux corps rigides.
Contenu
Les 2 Activités d'Apprentissages de cette UE se déroulent en parallèle. Elles ont pour objectif commun de proposer à l'étudiant un large spectre des outils que la physique offre aux sciences de l'ingénieur, en allant des lois de Newton appliquées à la dynamique des systèmes jusqu'à certains éléments de physique moderne.
Les situations étudiées dans cette UE ont donc pour vocation de mettre en oeuvre les principes de base de la physique dans des applications technologiques utiles à l'ingénieur.
Dispositif d'apprentissage
Physique appliquée:
Le cours aborde les matières suivantes:
1. Mécanique des fluides
2. Ondes électromagnétiques en général, lumière visible, éléments de physique moderne.
3. Calcul d'erreur.
Cinématique et dynamique
Le cours aborde les matières suivantes:
1. Cinématique et dynamique des particules (rappels)
2. Cinématique et dynamique (Lois de Newton, travail-énergie, Impulsion et quantité de mouvement) d'un système de particules
3. Cinématique (Rotation, mouvement absolu/relatif, centre fixe/instantané de rotation) et dynamique (Lois de Newton, travail-énergie, Impulsion et quantité de mouvement) plane des corps rigides
4. Selon le temps restant: Equations de Lagrange
L'étudiant aura l'occasion de s'approprier progressivement les concepts théoriques vus au cours en étant confronté à des situations de complexité croissante. Ces situations seront proposées au cours théorique à titre d'exemple, ainsi qu'en séance d'exercices et via helmo-learn pour s'entraîner. Une interrogation formative (non dispensatoire) pourrait être organisée.
Mode d'évaluation (y compris pondération relative)
Les deux AA sont évaluées séparément par écrit durant la session de juin.
L'évaluation portera sur les Aquis d'Apprentissages mentionnés ci-dessus.
La note finale N_UE de l'UE est composée d'une note de physique appliquée, notée N_phys et d'une note de cinématique et dynamique des mécanismes, notée N_meca. Elle sera calculée comme suit:
N_UE = 0,5*N_phys + 0,5*N_meca
En seconde session, l'étudiant présente à nouveau les AAs où il n'aurait pas obtenu au minimum 10/20.
Sources, références et bibliographie
Mécanique pour ingénieur (vol. 2) : Dynamique, Beer & Johnston, 2005, Editions De Boeck Université.
Mécanique de l'ingénieur (vol. 2), Dynamique. Meriam, Kraige, Bolton, 2018, Wiley.
Supports pédagogiques
Syllabus « Mécanique des fluides » A-S Carnoy
Syllabus "Physique Appliquée: ondes électromagnétiques et calcul d'erreur" A-S Carnoy
Plateforme moodle « Mécanique des fluides »
Plateforme moodle "Physique appliquée"
Syllabus « Dynamique, tomes 1 et 2 » Malbrant E.
Plateforme moodle« Cinématique et dynamique » : syllabus, supports divers (exercices, archives d'examens, etc)