Notes, résumés, travaux, examens et problèmes de Physique

Albédo et Bilan Énergétique Solaire

L'albédo est la capacité d'une surface à réfléchir l'énergie solaire dans l'atmosphère.

Bilan des Flux d'Énergie de Rayonnement

À la surface, les flux d'énergie de rayonnement convergent. On distingue les flux suivants :

• K: Rayonnement solaire (S + D + K)
• L: Flux de rayonnement terrestre (L↑ + L↓)
• D: Flux de chaleur sensible dans l'atmosphère
• H: Flux de chaleur sensible dans le sol
• C: Flux de chaleur latente

Le flux radiatif de la surface est essentiel pour l'équilibre du système climatique.

Calculs et Équations

Si TS = 288 °K (15 °C) :

IN = 0,817 ou T⁴ x 10^-10 Ly^-1 min K^-4 (288 °K)⁴

FR = 0,562 min^-1 Ly = 290 kcal cm^-2 an^-1

Puisque S = 1,94 Ly^-1 min, l'énergie totale coupant la surface est :

D S... Continuer la lecture de "Albédo, Gaz Parfaits et Thermodynamique: Guide Complet" »

Quantités vectorielles: Définition et exemples

Certaines grandeurs physiques, telles que la force et la vitesse, possèdent une direction et une ampleur (ou module). Dans de tels cas, elles sont appelées quantités vectorielles. La direction doit être prise en compte dans les calculs liés à ces quantités. Exemples : un déplacement de 45 mètres vers le nord ou une vitesse de 95 km/h à 30° au nord-ouest.

Caractéristiques des vecteurs

Un vecteur est représenté graphiquement par une flèche et possède les éléments suivants :

• Point d'application : L'origine du vecteur.
• Module ou ampleur : C'est la valeur du vecteur, représentée par la longueur de la flèche, dessinée à l'échelle.
• Direction (ou Ligne d'action) : La ligne sur laquelle

Vitesse

Vitesse moyenne

La vitesse moyenne d'un mobile est le rapport entre la distance parcourue (d) sur la trajectoire et le temps (Δt) mis pour la parcourir.

Vitesse moyenne = d / Δt

Vecteur vitesse moyenne

Le vecteur vitesse moyenne d'un mobile est le rapport entre son vecteur déplacement (Δr) et le temps mis (Δt).

v_moy = Δr / Δt

Vitesse instantanée

La vitesse instantanée d'un mobile est celle qu'il possède en un point précis de sa trajectoire. Sa valeur numérique est appelée célérité ou vitesse scalaire.

Elle correspond à la limite de la vitesse moyenne lorsque Δt tend vers 0.

Accélération

L'accélération est la grandeur physique qui indique comment la vitesse varie par unité de temps. Puisque la vitesse est un vecteur, sa variation... Continuer la lecture de "Concepts de base en cinématique du point" »

Loi de la réflexion

La loi de la réflexion se produit lorsque les rayons lumineux qui voyagent d'un milieu vers un autre de densité différente sont réfléchis, reproduisant l'image originale.

Miroirs plans

Les miroirs plans sont fréquemment utilisés. Ce sont ceux que nous utilisons tous les matins pour nous regarder. En eux, nous voyons notre reflet, une image qui n'est pas déformée.

Inversion de l'image

Lors de la réflexion, l'image peut être inversée (latéralement ou verticalement, selon le type de miroir).

Réfraction de la lumière

La réfraction de la lumière est le changement de direction expérimenté par un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu à un autre de densité optique différente.

Éléments clés de la réfraction

• Rayon

L'effet de ce champ est manifeste lorsqu'un autre corps est placé à proximité. La force du champ gravitationnel, ou vecteur intensité du champ en un point, est égale à la force exercée sur une unité de masse placée à cet endroit. (G (vecteur) = - G (M / r³) r (vecteur)). L'intensité du champ à un moment donné se caractérise par :

• Module : (G = g / r²).
• Direction : La ligne qui relie la masse créant le champ avec le point.
• Sens : Vers la masse créant le champ.
• Point d'application : Le point où l'étude du champ est effectuée.

La force avec laquelle la Terre attire les corps à proximité est appelée poids (P). L'accélération de la gravité (g) est la force avec laquelle une unité de masse est attirée par la Terre. P = mg.... Continuer la lecture de "Le Champ Gravitationnel : Intensité, Variations et Énergie Potentielle" »

Concepts fondamentaux

La Couleur

La couleur est une qualité de surface des objets. Elle dépend de la lumière et de la perception visuelle des couleurs.

Types de Couleurs

• Couleurs primaires : Ce sont les couleurs de base qui ne peuvent pas être obtenues par le mélange d'autres couleurs. Dans le modèle soustractif (pigments), ce sont le cyan, le magenta et le jaune.
• Couleurs secondaires : Elles sont obtenues par le mélange de deux couleurs primaires.
• Couleurs complémentaires : Ce sont les couleurs qui s'opposent dans le cercle chromatique. Lorsqu'elles sont mélangées, elles s'annulent ou produisent du gris/noir.
• Couleurs tertiaires : Elles sont composées du mélange d'une couleur primaire et d'une couleur secondaire adjacente sur le cercle

Vecteur Position et Déplacement

• Vecteur position: r = xi + yj
• Coordonnées cartésiennes:
  • x = r cos θ
  • y = r sin θ
• Module du vecteur position: r = √(x² + y²)
• Angle: tan θ = y / x
• Déplacement: Δr = r_final - r_initial

Vitesse et Accélération

• Vitesse moyenne: <v> = Δr / Δt
• Vitesse instantanée: v = dr / dt
• Accélération moyenne: <a> = Δv / Δt
• Accélération instantanée: a = dv / dt

Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU)

• Vitesse constante: v = Δx / Δt
• Équation de position: x = x₀ + vt

Mouvement Rectiligne Uniformément Accéléré (MRUA)

• Vitesse moyenne: <v> = (v₀ + v) / 2
• Équation de vitesse: v = v₀ + at
• Équation de position: x = x₀ + v₀t + 1/2 at²
• Relation vitesse-position: v² - v₀² = 2aΔx

Chute Libre

(Mouvement vertical sous l'effet... Continuer la lecture de "Formules de Cinématique: Mouvement et Équations Clés" »

Les semi-conducteurs

Un semi-conducteur est un matériau dont la conductivité électrique se situe entre celle d'un isolant et celle d'un conducteur.

Les semi-conducteurs les plus connus sont le silicium (Si) et le germanium (Ge). Le silicium est plus couramment utilisé dans la fabrication de composants électroniques à l'état solide car son comportement est plus stable que celui du germanium face aux chocs externes qui peuvent faire varier leur réponse normale. Nous nous concentrerons donc sur le silicium, en gardant à l'esprit que le processus est assez similaire pour le germanium.

Comme tout atome, l'atome de silicium a un noyau chargé positivement et des électrons qui gravitent autour de lui. Dans le cas du silicium, il y a 14 électrons.... Continuer la lecture de "Les semi-conducteurs : fonctionnement et types" »

La Lune : Satellite Naturel de la Terre

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Elle reflète la lumière reçue du Soleil et continue de tourner autour de notre planète.

Caractéristiques Lunaires

• Forme : Elle est sphérique.
• Taille : Sa taille est 49 fois plus petite que celle de la Terre.
• Surface : La rugosité de la surface lunaire se distingue à l'œil nu et mieux encore avec un télescope.

Phases Lunaires

Contrairement au Soleil, la Lune n'apparaît pas toujours comme un disque entièrement éclairé. Elle présente des variations d'apparence (phases) dues aux changements de la portion illuminée visible depuis la Terre.

Le Soleil : Notre Étoile

Le Soleil est une source de vie permanente pour la Terre. Sans son énergie, une grande... Continuer la lecture de "La Lune, le Soleil, les Marées et les Éclipses" »

Classification des couleurs

Les couleurs sont classées en :

• Chaudes (jaune et rouge)
• Froides (bleu et vert)

Gammes chromatiques

Elles se distinguent à leur tour en gammes :

• Haute : utilise les modulations de la valeur de saturation et contient beaucoup de blanc.
• Moyenne : utilise des modulations qui ne s'éloignent pas de la couleur de tonalité pure saturée.
• Basse : utilise la modulation de valeur et contient beaucoup de noir.

Polychrome

Ces gammes varient sur deux couleurs ou plus. Le meilleur exemple de ce type de gamme serait l'arc-en-ciel.

Clair-obscur

L'effet est obtenu par une distribution et un contraste de lumière et d'ombre dans une peinture ou une photographie. Les zones de clair-obscur apparaissent lorsque la lumière naturelle ou artificielle... Continuer la lecture de "Concepts Fondamentaux en Arts Visuels" »