Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Maîtriser les connaissances fondamentales (théoriques et méthodologiques) en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Identifier, décrire et expliquer les principes scientifiques et mathématiques fondamentaux.
• Maîtriser les techniques de laboratoire : expérimentation, mesure, suivi de protocole, sécurité.
• Choisir et appliquer avec rigueur les connaissances, méthodes et outils en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Collaborer, travailler en équipe.
• Interagir efficacement avec d'autres étudiants pour réaliser un travail commun.
• Communiquer de manière structurée - oralement et par écrit, en français et en anglais - des informations claires, précises, argumentées.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, des enseignants et des jurys.
• Utiliser plusieurs modes de communication écrite et graphique : texte, tableau, équation, esquisse, plan, graphique, ...
• Présenter des résultats d'analyse ou d'expérience dans des rapports de laboratoires.
• Faire preuve de rigueur et d'autonomie dans son parcours de formation.
• Se connaître, s'autoévaluer et développer des stratégies d'apprentissage appropriées.
• Développer sa curiosité scientifique et son ouverture d'esprit.

Acquis d'apprentissage de l'UE

Acquérir des connaissances scientifiques fondamentales dans les domaines de l'Optique géométrique, de la Mécanique physique, de l'Electricité et du Magnétisme
Énoncer, expliquer et mettre en oeuvre dans des problèmes les lois fondamentales et principes de conservation de la physique classique.
Traduire en équations une situation physique simple décrite par des phrases et/ou par un schéma.
Représenter schématiquement une situation physique.
Maîtriser les notions d'approximation, d'ordre de grandeur et d'analyse dimensionnelle.
Réaliser et exploiter un montage expérimental au départ d'un protocole.
Maîtriser la mesure, le calcul des incertitudes et l'expression des résultats.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Physique générale - Notions fondamentales et éléments d'optique
- Notions fondamentales : Qu'est-ce que la Physique ? ; Méthode scientifique ; Champ d'investigation ; Unités de mesures ; Analyse dimensionnelle ; Incertitudes et expression des résultats ; Ordres de grandeur ; Description des mouvements ; Lois de Newton et conséquences ; Forces conservatives/non conservatives ; Travail ; Puissance ; Energie potentielle - Energie cinétique ; Principe de conservation de l'énergie totale ; Collisions unidimensionnelles.

-Optique géométrique : Nature et propagation de la lumière ; Réflexion ; Réfraction ; Miroirs ; Dioptres ; Lentilles ; Homographies ; Aberrations dans les systèmes optiques ; Oeil et perception des couleurs; Caractéristiques et description des principaux instruments d'optiques.

Physique générale - Electricté et magnétisme
- Electrostatique : Quantification ; Electrisation ; Conservation de q ; Loi de Coulomb ; Influence ; Champ électrique ; Théorème de Gauss ; Energie potentielle et potentiel électrique ; Effet de pointe ; Capacité électrique ; Condensateurs idéaux ; Diélectrique ; Permittivité ; Déplacement électrique ; Association de condensateurs ; Stockage d'énergie dans C.

- Electrocinétique : Courant électrique ; Résistance et résistivité ; Chute de potentiel ; Energie ; Puissance ; F.e.m. ; Résistance interne ; Association de résistances ; Lois de Kirchhoff ; Théorèmes de Millman, Thévenin et Norton (circuits résistifs) ; Circuit RC, Potentiomètre.

- Electrodynamique : Magnétisme ; Courant et induction magnétique ; Lois d'Ampère et de Biot et Savart ; Force magnétique ; Particule chargée dans B ; Moment magnétique dipolaire ; Force magnétique sur les conducteurs ; Couple sur une spire ; Galvanomètre ; Moteur CC ; Effet Hall.

- Electromagnétisme : Induction électromagnétique ; Loi de Faraday ; Loi de Lenz ; Spire en mouvement dans B ; Champ électromoteur ; Générateurs ; Courants de Foucault ; Auto-induction ; Circuit RL ; Energie magnétique ; Oscillations électromagnétiques ; Courants alternatifs ; Valeurs efficaces ; Circuits R, L, C, RLC en CA ; Puissances réelle et apperente ; Résonance ; Transformateur ; Equations de Maxwell généralisées .

- Propriétés de la matière : Paramagnétisme ; Diamagnétisme ; Ferromagnétisme ; Champ magnétique H ; Aimantation.
 

Compétences préalables

Mathématiques de l'enseignement secondaire