Physique pour l’ingénieur : exercices et sujets d’examen

La physique de première année pour les étudiants en ingénierie : mécanique, fluides et thermodynamique. Les examens mélangent de courts calculs de chaque domaine, donc la rapidité sur les méthodes classiques paie.

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Pack de révision (PDF)Formulaires, étapes de méthode et exercices avec corrigés complets, prêts à imprimer.

Thèmes de ce cours

  1. Cinématiqueaccélération · freinage · lancer verticalcalculs
  2. Lois de Newtonpoussée avec frottement · plan incliné · table et pouliecalculs
  3. Mouvement d’un projectiletir horizontal · tir depuis le sol · tir depuis une hauteurcalculs
  4. Travail et énergiechute libre · pente avec frottement · rampe, frottement et ressortcalculs
  5. Quantité de mouvement et chocsparfaitement inélastique · élastique · impulsion et forcecalculs
  6. Poussée hydrostatiqueparoi verticale · vanne immergée · centre de pousséecalculs
  7. Continuité et Bernoullicontinuité · rétrécissement horizontal · conduite montantecalculs
  8. Loi des gaz parfaitsP à partir de n, V, T · à partir de la masse · changement d’état ou masse volumiquecalculs
  9. Moteurs thermiques et réfrigérateurspremier principe sur un cycle · limite de Carnot · réfrigérateurs et pompes à chaleurcalculs
  10. Ondes, son et optiquevitesse des ondes, niveau sonore et réfraction · ondes stationnaires, lentilles et Doppler · interférences, réseaux, miroirs et fibrescalculs

Conseils pour l’examen de Physique pour l’ingénieur

  • Notez les grandeurs connues avec leurs unités avant de choisir une formule.
  • Vérifiez l’ordre de grandeur de chaque réponse : une voiture ne roule pas à 3000 m/s.
  • Dans les lois des gaz, il faut la température absolue et la pression absolue.

Exemples corrigés

CinématiqueFacile
t (s)v (m/s)20 s10

Un train ralentit uniformément de 15 m/s à 10 m/s en 20 s. Quelle distance parcourt-elle pendant ce temps ? Trouvez s.

v₀ = 15 m/sv = 10 m/st = 20 s

Calculer s (m)

Afficher les indices
  1. Avec une accélération constante, la vitesse moyenne est la moyenne des vitesses initiale et finale.
  2. s = (v₀ + v)/2 · t. C’est l’aire sous le graphe v–t.
  3. vitesse moyenne = 12,5 m/s.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

Vitesse moyenne

(v₀ + v)/2 = (15 + 10)/2 = 12,5 m/s

Distance

s = 12,5·20 = 250 m

Réponse

s = 250 m
Lois de NewtonMoyen
25 kg35°F = 140 Nμ = 0,25

Une luge de 25 kg est tirée sur une neige horizontale par une corde inclinée de 35° au-dessus de l’horizontale avec une force de 140 N. Le coefficient de frottement cinétique vaut 0,25. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de la luge.

m = 25 kgF = 140 Nθ = 35°μ = 0,25g = 9,81 m/s²

Calculer a (m/s²)

Afficher les indices
  1. Décomposez la traction en F·cos θ (vers l’avant) et F·sin θ (vers le haut).
  2. Verticalement : N + F·sin θ = m·g. Le frottement vaut μ·N.
  3. N = 164,9 N.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

Réaction normale

N = m·g − F·sin θ = 245,3 − 140·sin 35° = 164,9 N

Forces horizontales

m·a = F·cos θ − μ·N = 114,7 − 41,24
a = 73,44/25 = 2,938 m/s²

Réponse

a = 2,938 m/s²

Comment fonctionne l’entraînement

  • « S’entraîner sur ce cours » mélange des exercices de tous ses thèmes, comme un vrai examen.
  • Chaque exercice a de nouvelles valeurs : vous apprenez la méthode, pas une réponse.
  • Bloqué ? Ouvrez d’abord un petit indice, et l’explication complète seulement si vous en avez besoin.
  • Les examens blancs sont chronométrés et sans indices ; vous obtenez votre score et une correction complète à la fin.

Calculatrices pour ce cours

Calculatrice de mouvement d’un projectileCalculatrice de l’équation de BernoulliCalculatrice de rendement et de COP de CarnotCalculatrice de la loi des gaz parfaitsCalculatrice de cinématique (SUVAT)Calculatrice de chocs et de quantité de mouvementCalculatrice de masse volumique (masse, volume et masse volumique)Calculatrice d’énergie cinétique (et d’énergie potentielle, de travail et de puissance)Calculatrice de chute libre (temps, hauteur et vitesse à l’impact)Convertisseur d’unités pour l’ingénierieCalculatrice de loi des gaz combinée (Boyle, Charles et Gay-Lussac)Calculatrice d’accélération (et de vitesse moyenne)

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