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MOOC Mécanique
NOUVEAUTE : le livre sur lequel ce MOOC est basé, "MECANIQUE", édition PPUR 2013, est maintenant disponible en ligne pour les étudiants EPFL ! Allez sur le site
https://www.dawsonera.com/readonline/9782889143689
À l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, un cours de physique générale fait partie de la formation de tous les futurs ingénieurs et scientifiques. Le présent cours de mécanique en fait partie. Il a pour but de leur apprendre à transcrire sous forme mathématique un phénomène physique, afin de pouvoir en formuler une analyse raisonnée.
Ce wiki référence les vidéos du MOOC de mécanique du Prof. Ansermet afin de permettre aux étudiants EPFL d'y accéder en tout temps, indépendamment du rythme du MOOC sur Coursera.
Quelques chiffres pour résumer le MOOC de mécanique (leçons 1-24) :
ce sont 85 vidéos, pour une durée totale de 16h32', dont 51 vidéos de cours (11h36'21''), 24 vidéos regroupant 75 expériences d'auditoire (3h58'21'') et 10 vidéos d'intervenants externes (57'18''). A cela viennent s'ajouter 120 questions à choix multiple et 67 exercices répartis en 24 séries.
Contenu du cours :
1.1 Etudier la mécanique
1.2 Dérivées
1.3 Expériences : chocs élastiques, roue en précession, pendule double, balle sur table oscillante
1.4 Livres anciens de la bibliothèque de l'EPFL par Simon Pasquier
2.1 Cinématique du point matériel
2.2 Projections des grandeurs vectorielles
2.3 Mouvement rectiligne
2.4 Expériences : MRU et MRUA sur banc à air, tire-bouchon
2.5 Newton et la philosophie de la nature par Michael Esfeld
3.1 Les lois de Newton
3.2 Balistique sans frottement
3.3 Expériences : chute et tir balistique, tir sur table à air, mesure de g
4.1 Action et réaction
4.2 Balistique avec frottement
4.3 Expériences : chute dans le vide, chute dans un liquide, effet de la densité sur la trajectoire
4.4 Mécanisme de locomotion des cellules biologiques par Jean-Jacques Meister
5.1 Objectifs de la dynamique
5.2 L'oscillateur harmonique
5.3 L'oscillateur harmonique amorti
5.4 Expériences : force de rappel, oscillateur libre, oscillateur amorti, pendule de torsion
6.1 Accélération normale et tangentielle
6.2 Mouvement circulaire et vitesse angulaire
6.3 Expériences : looping, projection du mouvement circulaire
6.4 Phénomènes ultrarapides par Fabrizio Carbone
7.1 Coordonnées cylindriques et sphériques
7.2 Vitesse en coordonnées cylindriques et sphériques
7.3 Accélération en coordonnées cylindriques et sphériques
7.4 Expériences : modèle 3D des coord. sphériques, glissière hémisphérique
7.5 Pendule de torsion et frottement interne par Daniele Mari
8.1 Rotations
8.2 Vitesse angulaire
8.3 Expériences : disque d'Euler, le chat retombe sur ses pattes
8.4 Le mouvement circulaire, un regard sur l'univers par Paolo Ricci
9.1 Contraintes géométriques
9.2 Le pendule mathématique
9.3 Expériences : dynamomètre sur un pendule, période en fonction de l'amplitude, bille sur une surface, bille dans une glissière en rotation
10.1 Puissance, travail, énergie
10.2 Le phénomène de résonance
10.3 Expériences : mode propre, transitoire et réponse harmonique, résonance, résonance acoustique
11.1 Potentiel et énergie potentielle
11.2 Energie de l'oscillateur harmonique
11.3 Expériences : résonance d'un verre, pont de Tacoma, Wilberforce, synchronisation
12.1 Collisions
12.2 Analyse d'une collision élastique
12.3 Expériences : chocs sur banc à air, chocs sur table à air, billard, chocs de billes aimantées
12.4 Collisions au CERN
13.1 Moment cinétique et moment de force
13.2 Loi de la gravitation
13.3 Expériences : balance de Cavendish
14.1 Autres forces
14.2 Autres forces, applications
14.3 Expériences : faisceau d'électrons dévié, frottements secs, frottements visqueux
15.1 Référentiels accélérés
15.2 Exemples de référentiels accélérés
15.3 Expériences : jet d'eau, MRU dans référentiel tournant, débimètre de Coriolis
16.1 Dynamique terrestre
16.2 Dynamique terrestre : exemples
16.3 Expériences : pendule de Foucault (modèle de table et réalisation en auditoire)
17.1 Systèmes de points matériels
17.2 Principes de conservation, applications
17.3 Expériences : recul du canon, fusée à eau, voiture au CO2, voiture sur plateau tournant, tabouret tournant
17A et 17B : Les torseurs : une réflexion sur les bases mathématiques de la notation torsorielle a été élaborée par le Dr. François Reuse. Les leçons 17A et 17B (disponibles sur Coursera seulement) ont été préparées par le prof. Paul Salomon Ngohé Ekam de l'Ecole Normale Supérieure Polytechnique de Yaoundé, Cameroun. Elles constituent des suppléments qui donnent le formalisme des torseurs. Les leçons 18 à 21 comportent des suppléments qui traitent les sujets respectifs de ces leçons dans ce formalism.
18.1 Cinématique du solide
18.2 Mouvements particuliers des solides
18.3 Expériences : gyroscope et angles d'Euler, rebond d'une balle sous une table, toupie chinoise
18.4 Déformation d'un solide par Laszlo Forro
19.1 Dynamique du solide
19.2 Point de référence du moment cinétique
19.3 Expériences : tabouret tournant, cylindres sur plan incliné, roue sur tube, gyroscope sur cardan
20.1 Solide avec un axe fixe
20.2 Calculs de moments d'inertie
20.3 Expériences : trajectoire du centre de masse, pendule physique, treuil, chute de planche et bille
21.1 Mouvement quelconque d'un solide
21.2 Discussion qualitative des effets gyroscopiques
21.3 Expériences : toupie - roue de vélo, gyroscope sur cardan, hélice bipale et tripale, pendule en rotation
22.1 Principe de relativité
22.2 Coordonnée temps associée au référentiel
22.3 Expériences : mesure de la vitesse de la lumière, interféromètre de Michelson
23.1 Cinématique relativiste
23.2 Transformation de Lorentz : applications
23.3 Expériences : détection de muons à la surface de la Terre, effet Moessbauer
23.4 Le rayonnement synchrotron par Giorgio Margaritondo
24.1 Aperçu de dynamique relativiste
24.2 Le photon
24.3 Expériences : énergie cinétique et générateur Van de Graaf, effet Compton
24.4 E=mc2 et l'énergie de fusion par Ambrogio Fasoli
25.1 Méthode de Lagrange
25.2 Méthode de Lagrange, applications
25.3 Expériences : glissière hémisphérique
26.1 Symétries et conservations
26.2 Principe de moindre action
27.1 Systèmes vibratoires discrets, linéaires
27.2 Pendules couplés
28.1 Résonance paramétrique
28.2 Pendule paramétrique