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B106 PHYSIQUE 2

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • MÉCANIQUE DES FLUIDES
    • LABORATOIRE DE PHYSIQUE
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 3 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Groupe classe
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Le cours de mécanique des fluides utilise les bases de mécanique newtonienne vues dans le cours de physique 1. Il permet d'appréhender les milieux continus présents sur Terre tels l'eau et l'air (hydrostatique) et de se familiariser avec la problématique du transport de fluides dans des tuyaux (hydrodynamique). Il constitue une base pour les cours ultérieurs de machines thermiques et hydrauliques.

Au laboratoire de physique, les étudiants expérimenteront des phénomènes physiques étudiés dans le cours de physique 1. Ils apprendront à mesurer avec soin, à utiliser le calcul d'erreur à critiquer les résultats obtenus.

Les contenus de l'UE

Le cours et les séances d'exercices de mécanique des fluides abordent les thèmes suivants:

  • Les propriétés des fluides.
  • Le phénomène de tension superficielle.
  • La loi de l'hydrostatique, et nombreuses applications.
  • L'équation de Bernoulli (loi de l'hydrodynamique), l'équation de continuité et le calcul des pertes de charge, et nombreuses applications dont le dimensionnement de pompes et turbines.
  • Les forces de traînée.

Au laboratoire l'étudiant sera amené à:

  • Effectuer des mesures et estimer les incertitudes sur chaque mesure.
  • Calculer l'incertitude sur la grandeur physique déterminée par l'expérience, via le calcul d'erreur.
  • Comprendre et analyser les expériences, et critiquer les résultats obtenus. Les expériences sont relatives à la calorimétrie, la dynamique du point et du solide, les mouvements oscillatoires et les ondes matérielles.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

  1. Définir les propriétés des fluides (masse volumique, compressibilité, viscosité) en discernant les liquides et les gaz.
  2. Définir et expliquer l'origine de la tension superficielle d'un liquide, et analyser les phénomènes de capillarité.
  3. Démontrer, formuler et expliquer la loi de l'hydrostatique. Utiliser cette loi dans de nombreuses applications.
  4. En hydrodynamique, formuler l'équation de Bernoulli et comprendre son sens physique. Utiliser l'équation de continuité, l'équation de Bernoulli et les calculs de pertes de charge dans de nombreuses applications.
  5. Formuler et expliquer les forces de traînée. A l'aide des forces de traînées, calculer la vitesse limite d'objets divers se déplaçant dans des fluides divers.
  6. Pour chaque expérience réalisée au laboratoire, expliquer rigoureusement le moyen de déterminer la grandeur physique recherchée.
  7. Estimer la précision avec laquelle toute mesure est effectuée, et calculer l'incertitude qui en résulte sur la grandeur physique recherchée.
  8. Utiliser le calcul différentiel et intégral.

 

 

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Au cours de mécanique des fluides on définit les concepts utiles, on explique le sens physique des lois de base (loi de l'hydrostatique, équation de continuité et équation de Bernoulli), et on analyse de nombreux problèmes à partir de ces lois.

Aux séances d'exercices, l'étudiant est amené à résoudre des problèmes concrets en partant toujours des lois de base de la mécanique des fluides. Pour chaque séance, quelques exercices relativement simples sont proposés en guise de travail préliminaire.

Au laboratoire les étudiants travaillent en équipes de deux. Le travail comprend la préparation préliminaire des expériences, les manipulations et la rédaction des rapports.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Une participation assidue au cours est vivement recommandée afin de comprendre en profondeur les lois de base de l'hydrostatique et de l'hydrodynamique. Le syllabus reprend toute la matière, mais de nombreux petits fichiers ou vidéos sur E-learning fournissent des explications supplémentaires sur des thèmes bien précis du cours. Il est conseillé de les consulter. En outre, il est indispensable de faire de nombreux exercices.

Les expériences faites au laboratoire doivent être soigneusement préparées: revoir et comprendre les phénomènes physiques observés, et préparer les calculs d'erreur.

Examen de mécanique des fluides

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues. Elle se déroule à cours fermé. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Examen de laboratoire

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues. Elle se déroule avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

La note de mécanique des fluides est constituée de la note de l'examen.

La note globale de laboratoire résulte d'une combinaison de la note des rapports de laboratoire (40%, non remédiable) et de la note de l'examen de laboratoire (60%). Toutefois, si l'étudiant ne présente pas l'examen, la note globale sera à zéro (ou PR).

La note UE est une moyenne pondérée des deux notes obtenues:

note UE = 0,30 note globale de Laboratoire + 0,70  note de mécanique des fluides

Les examens sont oraux si l'organisation le permet. Sinon ils sont écrits.

La note des rapports de laboratoire n'est pas remédiable et elle intervient encore dans la note globale de laboratoire en seconde session.

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?