Notes, résumés, travaux, examens et problèmes de Physique

1. Anatomie de l’oreille

• Oreille externe :

  • Pavillon : Capte les sons (5–10 kHz).
  • Conduit auditif : Tube résonateur (~3,4 kHz).

• Oreille moyenne :

  • Tympan : Amplifie l’onde sonore (transfert aérien → liquide).
  • Osselets (marteau, enclume, étrier) : Adaptation d’impédance, transmission à la cochlée.

• Oreille interne :

  • Cochlée : Analyse des fréquences (cellules ciliées pour aigus et graves).
  • Réflexe stapédien : Protection contre les bruits forts.

2. La perception du son

• Par la fréquence (Tonie)

  • Plage : 20 Hz à 20 kHz.
  • Loi de Weber-Fechner : Perception logarithmique.
  • Unité : Mel (proportionnelle à la fréquence jusqu'à 1 kHz).

• Par l'intensité (Sonie)

  • Unités :
    • Phone (niveaux isosoniques).
    • Sone (équivalent à 1 kHz @ 40 dB).
  • Seuils :
    • Seuil d’audition

Caractéristiques Générales des Transformateurs

Ce document détaille les principales caractéristiques techniques des transformateurs électriques.

1. Tension Primaire (U₁)

   La tension primaire est la tension d'alimentation appliquée au transformateur.

2. Tension Maximale de Service (U_max)

   C'est la tension la plus élevée que le transformateur peut supporter en régime permanent d'exploitation. Les valeurs maximales couramment utilisées sont 24 kV et 36 kV.

3. Tension Nominale (U_n)

   La tension nominale est la tension obtenue aux bornes du secondaire lorsque le circuit primaire est alimenté par sa tension nominale. Il existe deux classes : B1 et B2.

4. Puissance Apparente Nominale (S_n)

   C'est la puissance maximale que le transformateur peut fournir sans dépasser

Réglementation des trains routiers

Types de véhicules et dimensions

Tracteur

Essieu avant simple et essieu tandem, empattement de 3,5 mètres ou plus (mesuré à partir de l'axe de rotation de l'essieu simple jusqu'à l'axe de rotation du premier essieu tandem); et un empattement de 6,2 mètres ou moins (mesuré à partir de l'axe de rotation de l'essieu simple jusqu'au centre de l'essieu tandem).

Première semi-remorque

• Type B (essieu tandem - essieu triple)
• Type A ou C (essieu tandem - essieu triple - groupe de 4 essieux B.44 ou B.45)

Deuxième semi-remorque

• A, B, C (essieu tandem - essieu triple [l'espacement entre les essieux tandem ou triple mesuré entre les centres de rotation : 1,85 m ou moins])

Semi-remorques A et C

Si la remorque a été... Continuer la lecture de "Réglementation des trains routiers : longueurs, charges et routes autorisées" »

Le spectre de la lumière blanche est composé de plusieurs lumières colorées ou radiations (violet, indigo, vert, bleu, jaune, orange, rouge): la lumière blanche est polychromatique.

Si la lumière est composée d'une seule radiation colorée (laser, rouge, laser vert...) elle est monocromatique.

Notion de Longueur d'Onde

Une radiation est caractérisée par une grandeur appelée longueur d'onde, notée λ. Son unité de mesure est le mètre (m), mais on l'exprime généralement en nanomètre (nm). Dans le vide ou dans l'air, les longueurs d'onde des radiations de la lumière blanche s'étendent de 400nm à 800nm environ. L'œil humain est sensible à cette plage de longueurs d'onde dans le domaine du visible: ultraviolets - lumière visible

Le Système Solaire : Est constitué d'une étoile, le Soleil, de 8 planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, et de corps plus petits, dont Pluton, les comètes, les astéroïdes, et les satellites naturels. La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Tous les corps de l'Univers possédant une masse sont en interaction gravitationnelle. Ils s'attirent mutuellement.

Lois de la Gravitation Universelle : En 1867, Isaac Newton a énoncé la loi permettant de calculer la valeur de la force d'attraction gravitationnelle exercée par un corps A sur un corps B et réciproquement. Ces corps supposés sphériques sont séparés par la distance d, distance entre leurs centres, et possèdent les masses mA et... Continuer la lecture de "Comprendre le Système Solaire et la Gravitation" »

Le Soleil et la Fusion Nucléaire

La Fusion Nucléaire au Cœur du Soleil

Le Soleil est composé de différentes zones :

• Cœur : Siège des réactions thermonucléaires.
• Zone radiative : Le transfert d'énergie s'effectue très lentement par rayonnement.
• Zone convective : Des tourbillons de matière évacuent la chaleur vers l'extérieur.
• Photosphère : Couche superficielle d'où provient l'essentiel du rayonnement reçu par la Terre.

Chaîne « proton-proton »

1. Étape n°1 : ¹H + ¹H → ²H + ⁰e⁺ + neutrino
2. Étape n°2 : ²H + ¹H → ³He + rayonnements gamma
3. Étape n°3 : ³He + ³He → ⁴He + ¹H + ¹H

C'est la fusion nucléaire des atomes d'hydrogène en hélium qui est à l'origine de la très grande quantité d'énergie rayonnée par le Soleil. Cette fusion... Continuer la lecture de "Le Soleil : Fusion Nucléaire et Rayonnement" »

1. Les Alternateurs Électriques

a. L'induction Électromagnétique

Un alternateur électrique convertit l'énergie mécanique en énergie électrique grâce à l'induction électromagnétique. Ce phénomène, découvert par Michael Faraday en 1831, s'appuie sur le lien entre électricité et magnétisme mis en évidence par Oersted en 1820. L'induction électromagnétique est l'apparition d'un courant électrique dans un conducteur placé dans un champ magnétique variable.

Exemple : Déplacer un aimant à proximité d'une bobine de fil de cuivre, ou inversement, induit une tension électrique alternative (changeant de signe au cours du temps) mesurable avec un multimètre.

b. Les Constituants d'un Alternateur

Un alternateur comprend toujours au... Continuer la lecture de "Alternateurs et Capteurs Photovoltaïques : Conversion d'Énergie" »

Réseaux électriques intelligents et pertes par effet Joule

I. Transport de l’énergie électrique

Un réseau électrique achemine l’énergie produite vers les utilisateurs via des lignes électriques : haute tension pour la transmission, moyenne puis basse tension pour la distribution.

Les réseaux électriques intelligents (smart grids) optimisent ce transport grâce à un pilotage permettant :

• D’alterner les modes de production (intermittents ou non)
• D’équilibrer offre et demande (selon les régions, l’heure, etc.)
• De gérer incidents et pannes efficacement

II. Pertes par effet Joule

Un courant traversant un conducteur le chauffe, générant une dissipation d’énergie thermique : l’effet Joule. Dans les réseaux de distribution,... Continuer la lecture de "Optimisation des réseaux électriques: Réduction des pertes par effet Joule" »

Caractéristiques du rayonnement solaire

La loi de Wien caractérise le lien entre la température de surface d’un corps noir et la longueur d’onde d’émission maximale de ce corps par la relation :

λ_max × T = 2,898 × 10^-3 (avec λ_max en m et T en K).

On rappelle que l'échelle des températures Celsius est, par définition, la température absolue décalée en origine de 273 K : T = θ + 273 avec T la température en kelvin et θ la température en degré Celsius.

Rayonnement solaire hors atmosphère

1. La longueur d’onde au maximum d’émission du rayonnement solaire hors atmosphère est d'environ 490 nm.
2. λ_max = 2,898 × 10^-3 / (5620 + 273) = 4,92 × 10^-7 m = 0,492 μm.
3. L'atmosphère absorbe et réfléchit une partie du rayonnement solaire.

Rayonnement et énergie des étoiles

Autour d’une étoile règne le vide. La seule façon pour l’étoile de voir son énergie diminuer est d’émettre des rayonnements électromagnétiques.

Fusion nucléaire au cœur du Soleil

Lors de la réaction au cœur du Soleil, quatre noyaux d’hydrogène vont s’assembler pour former un noyau plus lourd en libérant de l’énergie. Il s’agit donc bien d’une réaction de fusion.

Réaction (chaine proton-proton) : ³He + ³He → ⁴He + 2 ¹H

La température du centre du Soleil est de l'ordre de quinze millions de kelvins, et la température de sa surface est de l'ordre de six mille kelvins.

Le Soleil voit sa masse diminuer de quatre millions de tonnes du seul fait des fusions nucléaires.

Rayonnement