Flashcard: Physique : énergies et électrostatique — 83 carte

Qu'est-ce que la quantité de mouvement d'un corps ?

Le vecteur p = m × v exprimé en kg·m·s⁻¹.

Quelle relation lie la somme des forces extérieures à la quantité de mouvement ?

La somme des forces extérieures égale la dérivée de la quantité de mouvement.

Que vaut la somme des forces extérieures pour une masse constante ?

La somme des forces extérieures égale m × l'accélération.

Que se passe-t-il à la quantité de mouvement dans un système isolé ?

La quantité de mouvement reste constante.

Quelle formule exprime la force extérieure résultante constante ?

F = m × (v_f - v_i) / Δt.

Quelle est la formule du travail d'une force constante sur AB ?

W_{A\to B}=F\,AB\cos(\vec F,\overrightarrow{AB})

Quel travail fournit une force colinéaire au déplacement et de même sens ?

Un travail moteur positif.

Quel travail fournit une force colinéaire au déplacement mais de sens contraire ?

Un travail résistant négatif.

Quel travail fournit une force perpendiculaire au déplacement ?

Un travail nul.

Quelle est la formule du travail du poids entre A et B avec l'axe vertical vers le haut ?

W_{A\to B}(\vec P)=mg(z_A-z_B)

Comment calcule-t-on le travail d'une force non constante colinéaire au trajet ?

Par l'intégrale W_{A\to B}=\int_A^B F(x)\,dx.

Quelle est la formule de l'énergie cinétique d'un corps ?

E_c=\frac12mv^2

Que dit le théorème de l'énergie cinétique ?

E_c(B)-E_c(A)=\sum W_{A\to B}(\vec F_{\mathrm{ext}}).

Qu'impose une force conservative sur son travail entre deux points ?

Le travail ne dépend pas du chemin suivi.

Quelle relation lie le travail d'une force conservative à l'énergie potentielle ?

Le travail vaut la différence d'énergie potentielle entre les points.

Quelle expression relie la variation d'énergie potentielle à la force en une dimension ?

dE_p = -F dx.

Quelle est la formule de l'énergie potentielle de pesanteur avec origine à z=0 ?

E_p(z) = mgz.

Quelle est l'expression de l'énergie potentielle élastique d'un ressort de raideur k ?

E_p = ½ k x².

Comment s'exprime l'énergie potentielle gravitationnelle entre deux masses M et m ?

E_p(r) = -GMm / r.

Que signifie un minimum d'énergie potentielle pour l'équilibre ?

Un équilibre stable.

Que signifie un maximum d'énergie potentielle pour l'équilibre ?

Un équilibre instable.

Qu'est-ce que l'énergie mécanique d'un système ?

La somme de l'énergie cinétique et des énergies potentielles conservatives.

Que se passe-t-il si toutes les forces sont conservatives ?

L'énergie mécanique se conserve.

À quoi est égale la variation d'énergie mécanique avec des forces non conservatives ?

Au travail des forces non conservatives.

Quelle est la formule de la puissance instantanée en fonction du travail ?

P = dW/dt = dE/dt.

Comment exprime-t-on la puissance instantanée avec une force et une vitesse ?

P = vecteur force · vecteur vitesse.

Quelle est la relation entre variation d'énergie et puissance constante ?

ΔE = P × Δt.

Comment calcule-t-on le rendement énergétique d'une machine ?

r = énergie restituée divisée par énergie reçue.

Quel est le rendement d'une machine recevant 100 W et restituant 60 W ?

60 %.

Quelle formule donne la force entre deux charges q et q' séparées de r ?

La force est 22F = k 22qq' / r^2 22u avec k = 1/(4222).

Comment se calcule la force 22totale en pre9sence de plusieurs charges ?

Elle est la somme vectorielle des forces exerce9es par toutes les autres charges.

Quelle est la formule du champ electrostatique cre9e9 par une charge ponctuelle q ?

Le champ est 22E = k 22q / r^2 22u en Vb7mb7b9.

Comment est oriente9 le champ d'une charge positive ?

Il est radial sortant.

Comment est oriente9 le champ d'une charge ne9gative ?

Il est radial rentrant.

Quelle formule relie la force exerce9e sur q' et le champ electrostatique E ?

La force est 22F = q' 22E.

Quelle est la formule du potentiel cre9e9 par une charge ponctuelle q distance r ?

Le potentiel est V = k 22q / r.

Quelle relation locale lie le champ electrostatique E et le potentiel V ?

On a dV = -E 22dr.

Comment traite-t-on une distribution continue de charges ?

En la décomposant en éléments infinitésimaux dq additionnés par superposition.

Quelle est la formule de la densité surfacique de charge ?

σ = dq/ds en C·m⁻².

Quelle est la formule de la densité linéique de charge ?

λ = dq/dl en C·m⁻¹.

Quelle est la formule de la densité volumique de charge ?

ρ = dq/dV en C·m⁻³.

Qu'est-ce qu'un condensateur plan ?

Deux conducteurs plans de surface S séparés par un isolant d’épaisseur e.

Comment est le champ électrostatique dans un condensateur plan idéal ?

Uniforme entre les armatures et nul à l’extérieur.

Quelle relation lie le champ E, la densité σ et la tension U dans un condensateur plan ?

E = σ/ε = U/e.

Quelle est la formule de la capacité d’un condensateur plan ?

C = Q/U = εS/e en farads.

Qu'est-ce qu'un dipôle électrostatique ?

Deux charges égales en valeur absolue et opposées séparées par une distance.

Quelle est la formule du moment dipolaire d'un dipôle ?

Le moment dipolaire vaut \(\vec p=q\overrightarrow{AB}\).

Où s'applique le moment dipolaire dans un dipôle ?

Au milieu du segment [AB].

Quelle est l'unité du moment dipolaire ?

Le coulomb-mètre (C·m).

Quelle est l'expression du potentiel créé par un dipôle à grande distance ?

\(V=\frac{kp\cos\theta}{r^2}\).

Que représente \(\theta\) dans le potentiel d'un dipôle ?

L'angle entre le moment dipolaire et la direction d'observation.

Comment le modèle du gaz parfait représente-t-il les molécules ?

Comme des points sans énergie potentielle d'interaction.

Quelle est la vitesse vectorielle moyenne dans un gaz parfait isotrope ?

Elle est nulle.

La moyenne du carré de la vitesse dans un gaz parfait isotrope est-elle nulle ?

Non, elle est non nulle.

Quelle est la formule de la vitesse quadratique moyenne d’un gaz parfait ?

v_q = √(3k_BT/m) = √(3RT/M).

Que représente M dans la formule de la vitesse quadratique moyenne ?

La masse molaire en kg·mol⁻¹.

Quelle est l’expression de l’énergie cinétique moyenne de translation d’une molécule ?

⟨ε⟩ = (3/2)k_BT = (1/2)m v_q².

Qu'est-ce que la pression en physique ?

Le rapport entre la force perpendiculaire et la surface sur laquelle elle s'exerce.

Quelle est l'unité SI de la pression ?

Le pascal.

Quelle est l'équivalence entre 1 atm et le pascal ?

1 atm est environ égal à 10^5 pascals.

Comment convertir une température de °C en kelvin ?

On ajoute 273,15 à la température en °C.

Quelle est l'équation d'état du gaz parfait ?

PV = nRT = Nk_BT.

Comment calcule-t-on le nombre de moles d'un gaz ?

En divisant la masse du gaz par sa masse molaire.

Quelle est la forme différentielle logarithmique de l'équation d'état ?

(dP/P) + (dV/V) = (dn/n) + (dT/T).

Que se passe-t-il à la pression si le volume augmente de 2 % en transformation isotherme ?

La pression diminue de 2 %.

Qu'est-ce que l'énergie interne U d'un gaz parfait ?

L'énergie mécanique totale moyenne de ses constituants.

Pourquoi l'énergie interne d'un gaz parfait se réduit-elle à l'énergie cinétique ?

Parce que l'énergie potentielle d'interaction est nulle dans le modèle.

Quelles contributions peuvent composer l'énergie cinétique totale moyenne d'une molécule ?

La translation, la rotation et la vibration.

Quelle est la valeur moyenne de l'énergie de translation d'une molécule ?

3/2 k_B T.

Quelle est la valeur moyenne de l'énergie de rotation d'une molécule ?

k_B T.

Quelle est la valeur moyenne de l'énergie de vibration d'une molécule ?

k_B T.

Quelle conversion relie 1 litre à des mètres cubes ?

1 litre équivaut à 10^{-3} mètres cubes.

Quelle relation exprime la température absolue en kelvins ?

T(K) = T(°C) + 273,15.

Quelle équation différentielle relie pression, volume et température pour un gaz parfait fermé ?

dP/P + dV/V = dT/T.

Que se passe-t-il à la pression lors d'une augmentation isotherme de volume de 2 % ?

La pression diminue de 2 %.

Quelle conversion relie 1 cm³ à des millilitres ?

1 cm³ équivaut à 1 millilitre.

Quelle conversion relie 1 atmosphère à des pascals ?

1 atm équivaut à 10^5 pascals.

Quelle conversion relie 1 atmosphère à des millimètres de mercure ?

1 atm équivaut à 760 mmHg.

Qu'est-ce que l'énergie interne d'un gaz parfait ?

C'est l'énergie mécanique totale moyenne de tous ses constituants.

Quelle est l'énergie cinétique moyenne de rotation pour deux degrés de liberté ?

Elle vaut k_BT.

Quelle est la formule de l'énergie interne d'un gaz parfait monoatomique ?

U = (3/2) Nk_BT = (3/2) nRT.

Quelle est l'énergie interne d'un gaz parfait diatomique sans vibration active ?

U = (5/2) Nk_BT = (5/2) nRT.

Quelle est l'énergie interne d'un gaz parfait diatomique à température très supérieure à 300 K ?

U = (7/2) Nk_BT = (7/2) nRT.