Relativité galiléenne

de gravitation à travers la chute libre, les satellites et les marées. Évidemment, il s’agit de physique classique. Pas question d’aborder ici la relativité générale, au cœur de la description des trous noirs. Cependant, comme ils sont issus de la plus moderne des théories de la gravitation et qu’aujourd’hui ils sont autant vus à travers la relativité que sous l’angle de la physique quantique, ils sont la conclusion provisoire presque naturelle de notre compréhension de la gravitation dans cette

................ 42 6  Application des lois de Newton et des lois de Kepler....................... 56 7   Travail et énergie............................................................................... 70 8   Temps et relativité restreinte............................................................. 82 9  Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse.......................... 90 10  Représentation spatiale des molécules..........................

Chapitre 13 Chapitre 14 Chapitre 15 Chapitre 16 Les outils de la mécanique classique Mouvements dans un champ uniforme Mécanique céleste et mouvements de satellites Travail et énergie mécanique Oscillateurs et mesure du temps Temps et relativité restreinte Temps et évolution chimique Représentation spatiale des molécules Transformations en chimie organique Réactions acido-basiques Bilans thermiques Introduction à la physique quantique 67 81 95 107 119 127 133 147 165 177

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Travail et énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Relativité restreinte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transformations organiques I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

= γ.∆T0 . 1. À propos du boson de Higgs 1.1. En quoi l’observation du boson de Higgs permet-elle de compléter la théorie du modèle standard ? 1.2. À quelle période de l’Univers l’observation du boson de Higgs nous ramène-t-elle ? 2. Apport de la relativité restreinte Dans le cadre de la mécanique dite relativiste, l’énergie cinétique d’un proton vaut : Ec  (  1)mp .c 2 . 2.1. Si la vitesse v d’un proton tend vers la célérité de la lumière, vers quelle limite tend son énergie cinétique ? 2.2. Vérifier

Autres théories fondamentales 42 Illusions d’optiques 43 La relativité d’Einstein 43 Le théorème de l’addition des vitesses 43 La constance de la vitesse de la lumière 43 Contradiction entre ces deux principes 44 La solution 44 La simultanéité (donc le temps) est relative à un référentiel 44 L’espace aussi est relatif au référentiel choisi 45 Formalisation mathématique 46 La relativité générale 46 Compléments sur l’interprétation 46 Exemples

rectangulaire de longueur 2a , de largeur b et d’épaisseur e, de masse m uniformément répartie, est placée au bord d’une table de hauteur h. Le mouvement est décrit dans le repère R(O, x, y, z), Physique I 1999 ; filière PSI direct et supposé galiléen : O est sur le bord de la table, l’axe Ox est horizontal dirigé vers l’extérieur de la table ; l’axe Oy est porté par le rebord de la table et l’axe Oz, vertical, est dirigé vers le bas ; les petits côtés de la tartine sont parallèles à Oy. x •

La seule force agissant sur la bille est donc le poids . La chute est dite libre. b) On étudie la bille (système) dans le référentiel terrestre galiléen, auquel on associe le repère ( O, j ). j vertical vers le bas. Force extérieure sur la bille : poids P = m g vertical vers le bas. Appliquons la deuxième loi de Newton : Dans un référentiel Galiléen, la somme des forces extérieures appliquées à un solide est égale au produit de la masse m du solide par l'accélération de son centre d'inertie

Caractéristiques du mouvement 56 EXERCICES Exercice 4.1 Le mouvement rectiligne d’un point est défini par l’équation horaire : s = 2t 9t + 12t + 1 . a/ Calculer la vitesse et l’accélération à la date t . b/ Etudier le mouvement du point lorsque t croît de 0 à + .(Dire dans quel sens se déplace le point et si le mouvement est accéléré ou retardé). 3 2 ** 1.4 s = 2t 3 9t 2 + 12t + 1 : .t " t " ' () * .( ! +, ). + / / #$ 0 '. Exercice 4.2 Déterminer la trajectoire du mouvement

héliocentrique. On le prend souvent comme référence de référentiel galiléen. Remarque : le référentiel géocentrique a un mouvement de translation elliptique par rapport au référentiel héliocentrique. vers l’étoile γ Référentiel héliocentrique vers l’étoile γ Référentiel géocentrique vers l’étoile β vers l’étoile β Terre Soleil vers l’étoile α vers l’étoile α Référentiel terrestre lié au sol) Référentiel galiléen : c’est un référentiel dans lequel est vérifié le principe de l’inertie