Descriptif
Physics I (PHY101) introduces students to basis concepts in mechanics and thermodynamics. It first covers point-like and simple solids in various coordinate systems; while providing an overview of the fundamental law of dynamics, kinetic and potential energy, linear and angular momentum; central and conservative forces and mechanical work. Harmonic oscillators, free and forced oscillations, and resonance are studied in this context. Kinetic theory of ideal gas introduces the basic thermodynamic concepts: heat, temperature, entropy, efficiency, state variables for closed system. Upon completion of this course, students will master basic equations and principles in classical mechanics and thermodynamics and will be able to derive and solve simple models taken from their environment.
For this course, students can request to have a Pass/Fail grade instead of a letter grade. Students who receive a Pass grade still benefit from the ECTS credits associated to the course but their grade does not count towards calculating their GPA. Students can make such a request for a maximum of two courses during Semester 1.
Objectifs pédagogiques
Acquérir une base solide en mécanique classique et en thermodynamique pour les cours de bachelier. Une attention particulière sera accordée à la manière d'aborder les exercices de physique et à la méthodologie de résolution de problèmes à l'aide d'outils mathématiques pour résoudre les problèmes de physique.
effectifs minimal / maximal:
/180Diplôme(s) concerné(s)
Pour les étudiants du diplôme Bachelor of Science de l'Ecole polytechnique
Aucun. Les bases mathématiques sont acquises parallèlement au cours LAB 101.
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade américainPour les étudiants du diplôme Bachelor of Science de l'Ecole polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
Continuous assessment (60%):
- Midterm exam (50%). Written exam, duration: 1h30. No documents allowed. No electronic devices except for a scientific calculator without connecting capabilibities.
- Homework assignments (40%): five problem sets along the semester, and a group research project at the end of the semester.
- Attendance and involvement in lectures and tutorials (10%).
Final exam (40%):
- Written exam, duration: 2h.
- No documents allowed. No electronic devices except for a scientific calculator without connecting capabilibities.
Optional (bonus points):
Small experiments to be conducted at home, and quiz questions on the content of videos posted on Moodle, related to the course.
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Remedial exam:
- 40min oral exam: 10 min of prepatation + 30 min oral exam.
- No documents allowed. No electronic devices except for a scientific calculator without connecting capabilibities.
- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
- Lec 1 : Introduction générale aux dimensions physiques et à l'analyse dimensionnelle
- Lec 2 : Cinématique. Caractérisation du mouvement d'un objet : vitesse et accélération, principe d'inertie
, mouvement de projectile. Cadre de référence, système de coordonnées, en mettant l'accent sur les coordonnées polaires.
- Lec 3 : Dynamique : cadre de référence inertiel, quantité de mouvement linéaire et certaines forces particulières (forces élastiques,
, forces gravitationnelles, forces de contact et de frottement, forces visqueuses), loi de Newton.
- Lec 4 : Travail et énergie : Travail effectué par une force et puissance, forces conservatrices (énergie potentielle) et non conservatrices
, énergie cinétique.
- Lec 5 : Energie potentielle et conservation de l'énergie. Application à un problème unidimensionnel
(pendule, vitesse de fuite à la surface de la terre, etc.).
- Lec 6 : Oscillateur harmonique (1 degré de liberté). Amortis et forcés. Résonance
- Examen de midterm
- Lec 7 : Système de particules, centre de masse
- Lec 8 : Rotation, moment angulaire et couples
- Lec 9 : Introduction à la thermodynamique : fluides et théorie cinétique des gaz idéaux.
- Lec 10 : Première loi de la thermodynamique : température et chaleur
- Lec 11 : Moteurs thermiques et réfrigérateurs : cycle thermodynamique (cycle de Carnot)
- Lec 12 : Entropie et deuxième loi de la thermodynamique.