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Chapitre 1Introduction

1.1 Qu’est ce que la physique

Résumé de l’essentiel de ce chapitre d’introduction

La physique étudie la composition de la matière, son comportement ainsi que les interactions de cette matière avec l’environnement au niveau le plus fondamental.

L’objectif des physiciennes et des physiciens est d’expliquer les régularités des phénomènes physiques en utilisant des grandeurs mesurables pour mettre leurs hypothèses à l’épreuve de l’expérience.

Exemples : Le temps, la masse, l ’espace, les forces, le courant, le voltage, la température, etc.

Comment cette étude est-elle faite?

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1.1 Qu’est ce que la physique

Comme les autres sciences, la physique a réussi jusqu’à maintenant à décrire assez bien le comportement de la matière à l’aide de notions, de lois, de principes, de modèles et de théories.

Avant 1900, la physique comprenait trois grands domaines:

la mécanique classique, la thermodynamique et l’électromagnétique

Après 1900, la physique dite moderne s’est développée considérablement par la suite, elle comprend principalement:

- la relativité restreinte et la relativité générale,

- la physique atomique, la physique nucléaire, la physique des particules,

- l’astrophysique,

- etc,

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Grands domaines de la physique

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1.1 Qu’est ce que la physique

Dans l’ensemble ces grands domaines, les explications sont basées sur quatre forces ou interactions fondamentales: gravitationnelle, électromagnétique, nucléaires faible et forte. On vise ultimement une seule force explicative qui prendrait différentes formes.

Comme toutes les sciences, la physique fait intervenir un ensemble de mots qui ont une signification bien précise dans un contexte donné.

1.2 Notions, lois, principes, modèles et théories

Section à lire. Essayez d’abord de donner votre propre définition et un exemple de ces termes. Comparez votre définition et votre exemple à ceux du livre. Faites un bref résumé de cette section.

Nous reviendrons régulièrement sur ces concepts.

Cette structure revient dans la plupart des sciences expérimentales.

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1.3 Les unités SI (Rappel)

Comme nous avons vu ou le verrons au laboratoire, la valeur d’une grandeur physique quelconque s’exprime en fonction d’un étalon ou unités

Comme vous le savez, en sciences, nous utilisons les unités fondamentales du système de mesures international (SI)

Par exemple, en mécanique :

- la masse d’un objet s’exprime en kilogramme (kg);

- la longueur d’un trajet en mètre (m) ;

- le temps entre deux événements en secondes (s).

Pour en savoir plus : Voir le site : Système SI

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1.4 Notation en puissance de dix et les chiffres significatifs

Exercice : Effectuez l’opération suivante sur votre calculatrice :

0,000 000 6543 X 2 =

Effectuez-la maintenant en puissance de dix

2 x 6,543x10-7

Combien faut-il garder de chiffres?

Que s’est-il passé?Est-ce précis? Manque-t-il des chiffres?

Est-ce mieux?

Résultat normalement obtenu : 1,3086x10-6 Notation scientifique

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1.4 Notation en puissance de dix et chiffres significatifs

Il faut garder seulement les chiffres significatifs, ceux qui sont certains plus un chiffre qui est incertain. Autrement dit, juste assez de chiffres pour qu’un résultat ait du bon sens et soit fiable.

Au laboratoire, nous verrons les incertitudes plus en détails. Ainsi, en tenant compte de l’incertitude sur une mesure, on écrira la longueur d’un crayon (L) :

L = 14,4 ± 0,2 cm

Il y a trois chiffres significatifs et le dernier est incertain à cause de l’incertitude absolue.

Sans les incertitudes, vous apprendrez en chimie, comment écrire le bon nombre de chiffres significatifs dans les calculs sans tenir compte des incertitudes sur les mesures.

Longueur et crayon sont des exemples de notions ou de concepts.

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1.5 L’ordre de grandeur

Il est souvent possible avec de la pratique de faire des estimations des quantités que l’on désire calculer. Autrement dit de trouver l’ordre de grandeur , à un facteur 10 près de ces quantités.

Cette faculté d’estimer des ordres de grandeurs qui s’acquiert avec l’expérience permet de repérer rapidement des erreurs de calcul. Un seul chiffre significatif est nécessaire dans le résultat.

Estimer le nombre de ballon de basket-ball qui entre dans la classe ?

( 12X20X40) = (9600) = ( 10 000) = 1x104

Exercice pour le prochain cours: Combien y a-t-il de bûches dans une corde de bois ?

En physique, vous ferez vos problèmes sans arrondir les chiffres dans les étapes intermédiaires pour finalement donner la réponses avec trois chiffres significatifs. (Voir Benson)

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Exercices sur le calcul d’incertitude par la méthode des valeurs extrêmes.

Calculez l’aire d’une feuille 8,5 par 11 pouces en cm2. Donnez également les incertitudes absolue et relative.

Largeur : 21,7 cm ± 0,1 cm

Longueur : 28,0 cm ± 0,1 cm

Partez avec les valeurs suivantes:

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1.6 L’analyse dimensionnelle

1.7 Les référentiels et les systèmes de coordonnées

Passer

Nous y reviendrons plus tard

En résumé

Qu’avez-vous appris ?

Faites un bref résumé du chapitre 1

Faites ressortir 3 ou 4 points importants

Voir le résumé du manuel à la fin du chapitre comme exemple.