Sujets de Travaux Dirigés Physique Générale

  Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Section Microtechnique, Deuxième année (3ème et 4ème semestre)

Mécanique des corps déformables. Résumé de cours

1ère séance: Rappels: Mécanique du point en référentiel non galiléen. Enoncé. / Corrigé.

2ème séance: Contraintes, déformation, module de cisaillement et module d'Young. Enoncé. / Corrigé.

3ème séance: Matrice de passage, matrice de déplacements, champs de déplacements. Enoncé. / Corrigé.

4ème séance: Module d'Young, coefficient de Poisson et coefficients de Lamé. Enoncé. / Corrigé.

5ème séance: Calcul des axes principaux d'une déformation, principe de superposition. Enoncé. / Corrigé.

Mécanique des fluides. Résumé de cours

6ème séance: Compression uniaxale. Pression hydrostatique. Enoncé. / Corrigé.

7ème séance: Charge massique d'un fluide, équation de Bernoulli. Onde unidimensionnelle. Enoncé. / Corrigé.

Ondes. Résumé de cours

8ème séance: Ondes sonores, ondes cohérentes, interférences. Enoncé. / Corrigé.

9ème séance: Onde transversale. Interférences entre deux sources d'ondes mécaniques ou sonores. Enoncé. / Corrigé.

Electromagnétisme. Résumé de cours

10ème séance: Théorème de Gauss, principe de Curie, calcul du champ électrique. Enoncé. / Corrigé.

11ème séance: Calcul du champ magnétique dans le cas d'un câble coaxial. + exercices révisions (mécanique du solide, mécanique des fluides, électrostatique). Enoncé. / Corrigé.

12ème séance: Calcul de l'induction magnétique dans un solénoïde; moment de force agissant sur une spire; règle du flux. Enoncé. / Corrigé.

13ème séance: Courants dans un four à induction: courants de Foucault et loi d'Ohm; modèle de Drude de la conductivité et effet Hall. Enoncé. / Corrigé.

14ème séance: Formes locales des équations de Maxwell. Mouvement d'une barre dans un champ magnétique avec force de rappel élastique. Enoncé. / Corrigé.

Optique.

15ème séance: Densité volumique d'énergie électromagnétique. Fentes d'Young. Enoncé. / Corrigé.

16ème séance: Lame demi-onde. Couche anti-reflet. Anneaux de Newton. Enoncé. / Corrigé.

17ème séance: Théorie simplifiée de la formation d'un arc-en-ciel. Enoncé. / Corrigé.

18ème séance: Camera obscura. Méthode matricielle en optique géométrique paraxiale. Enoncé. / Corrigé.

19ème séance: Lentilles épaisses, lentilles minces. Matrice ABCD. Télescope afocal. Enoncé. / Corrigé.

20ème séance: Système de lentilles épaisses. Exercice de constructions géométriques. Enoncé. / Corrigé.

21ème séance: Plans principaux d'un système optique, détermination géométrique des plans principaux, détermination expérimentale par la méthode de Cornu. Enoncé. / Corrigé.

22ème séance: Exercices de constructions géométriques. Enoncé. / Corrigé.

23ème séance: Lentille de champ. Enoncé. / Corrigé.

Physique quantique.

24ème séance: Rayonnement du corps noir. Effet photoélectrique. Décalage de Compton. Enoncé. / Corrigé.

25ème séance: Longueur d'onde de Broglie. Loi de Planck. Enoncé. / Corrigé.

Séances de révisions.

Séance 1: Enoncé. / Corrigé.

  • Torsion d'une barre (Mécanique des corps déformables)
  • Loi du nivellement barométrique (Hydrostatique)
  • Distribution des pressions dans une conduite (Hydrodynamique)
  • Sphères chargées concentriques (Electrostatique)
  • Conducteur non filiforme: disque de Faraday (Electromagnétisme)
  • Onde monochromatique (Ondes)
  • Franges d'interférences (Optique ondulatoire)

Séance 2: Enoncé. / Corrigé.

  • Pression de radiation sur une sphère. Lévitation (Ondes électromagnétiques)
  • Dipôle électrique (Electrostatique)

Séance 3: Enoncé. / Corrigé.

  • Forces agissant sur les faces d'un cube homogène et élastique (Mécanique des corps déformables)
  • Calcul des forces de pression hydrostatique agissant sur un barrage (Hydrostatique)
  • Spire circulaire placée dans un champ magnétique exponentiel (Electromagnétisme)
  • Franges d'interférence dans un tube cathodique luminescent (Physique quantique)
  • Le paradoxe du vendeur de journaux (Ondes)
  • Eléments cardinaux d'un système de trois lentilles (Optique géométrique)

Séance 4: Enoncé. / Corrigé.

  • Chute d'un cadre métallique entre les pôles d'un électroaimant (Electromagnétisme)
  • Capteur rectangulaire d'ondes électromagnétiques planes (Ondes électromagnétiques)
  • Champ magnétique généré par une ligne cylindrique (Electromagnétisme)
  • Petites questions (Electromagnétisme)