Réflexes

En physique, on va te poser soit une question classique, soit une question ouverte qui nécessite une modélisation de ta part.

Une fois l’exercice résolu, il est indispensable de vérifier

• l’homogénéité du résultat, qui permet de détecter des erreurs,
• la cohérence physique du résultat. Par exemple, si lors de l’étude du glissement d’un solide sur un plan incliné, tu trouves que le solide remonte la pente tout seul, il y a vraisemblablement une erreur quelque part 😃.

Si une application numérique est demandée, préciser son unité est obligatoire. Une application numérique sans unité n’est pas prise en compte aux concours (c’est dommage si tu as passé cinq minutes à la faire 😠). Le nombre de chiffres significatifs doit correspondre au nombre minimal des chiffres significatifs des données.
Voici une petite liste non exhaustive des réflexes à avoir ! On écrit ci-dessous : Si tu vois “…”, 👉 Les réflexes à avoir.

Mécanique
1.Préciser le système étudié (il peut y avoir plusieurs possibilités), le référentiel d’étude (idem), le bilan des actions mécaniques exercées.
2.Choisir des coordonnées adaptées à la géométrie du problème.
3.Identifier le nombre de degrés de liberté.
Un seul degré de liberté 👉 Une équation scalaire (théorème énergétique ou théorème du moment cinétique scalaire) doit suffire.

Electrostatique et magnétostatique
1.“Calculer le champ en tout point de l’espace” 👉 Théorème de Gauss pour $\displaystyle \overrightarrow{E}$, théorème d’Ampère pour $\displaystyle \overrightarrow{B}$ avec les quatre étapes : symétries, invariances, choix de la surface fermée pour $\displaystyle \overrightarrow{E}$ (ou du contour pour $\displaystyle \overrightarrow{B}$), application du théorème.
2.“Calculer le champ en un point” 👉 Propriétés de symétrie du champ.

Induction
1.Avant de se lancer dans des calculs : orienter les circuits filiformes et prévoir qualitativement avec la loi de Lenz, sans calcul, le résultat demandé.
2.“Calculer une inductance propre” 👉 Soit utiliser une méthode énergétique $\displaystyle \iiint\frac{B^{2}}{2\mu_{0}}d^{3}\tau=\frac{1}{2}Li^{2}$, soit calculer le flux propre $\displaystyle \phi=Li$.
3.“Calculer l’inductance mutuelle de deux circuits” 👉 Calculer soit le flux créé par (1) à travers (2), soit le flux créé par (2) à travers (1) : $\displaystyle \phi_{1\rightarrow2}=Mi_{1}$ et $\displaystyle \phi_{2\rightarrow1}=Mi_{2}$.

Optique
1.“Interférences à l’infini” 👉 Théorème de Malus pour évaluer les différences de marche.
2.“Interférences à $\displaystyle N>2$ ondes” 👉 Utiliser les amplitudes complexes (utilisables pour $\displaystyle N=2$ bien sûr).
3.“Largeur spectrale” 👉 Longueur de cohérence $\displaystyle L_{C}\sim\frac{c}{\Delta\nu}$.

Thermodynamique et thermochimie
1.“Travail des forces de pression” 👉 $\displaystyle \delta W=-p_{\textrm{ext}}.dV\neq-p.dV$ a priori.
2.“Transformation isotherme d’un gaz parfait 👉 ”$\displaystyle \Delta U=\Delta H=0$.
3.“Transformation isentropique d’un gaz parfait” 👉 Loi de Laplace $\displaystyle PV^{\gamma}=Cte$. Attention adiabatique réversible $\displaystyle \Rightarrow$ isentropique, la réciproque est fausse.
4.“Transformation isobare” 👉 $\displaystyle \Delta H=Q$.
5.“Phase condensée” 👉 Indilatable incompressible dans le cadre du propramme de CPGE sauf si l’énoncé précise le contraire.
6.“Calculer l’entropie créée” 👉 $\displaystyle S_{\textrm{créée}}=\Delta S-S_{\textrm{éch}}$.

Diffusion
1.“Régime permanent” 👉 “Théorème de Gauss” pour la diffusion : $\displaystyle \oiint\overrightarrow{j_{\textrm{th}}}.\overrightarrow{d^{2}S}=P_{\textrm{th,int}}$.
2.“Echelles caractéristiques de temps et de longueur” 👉 $\displaystyle L^{2}\sim D\tau$.
3.“Bilan local dans un problème à symétrie sphérique (resp.cylindrique)” 👉 Bilan sur une couche sphérique (resp. cylindrique) entre $\displaystyle r$ et $\displaystyle r+dr$.

Ondes
1.“Milieu illimité” 👉 Chercher la solution comme une superposition d’ondes progressives. “Milieu limité” 👉 Chercher la solution comme une superposition d’ondes stationnaires vérifiant les conditions aux limites.
2.“Déterminer $\displaystyle \overrightarrow{B}$, connaissant $\displaystyle \overrightarrow{E}$” (ou l’inverse) 👉 Si l’onde est plane progressive, utiliser la relation de structure de l’onde. Sinon revenir à l’équation de Maxwell la plus simple à utiliser (celle avec la dérivée temporelle du champ qu’on cherche).
3.“Relation de dispersion” 👉 Injecter dans la relation de propagation la représentation complexe de l’onde.
4.“Condition à laquelle l’onde peut se propager” 👉 $\displaystyle \textrm{Re}\left(\underline{k}\right)\neq0$.
5.“Exprimer le vecteur de Poynting” 👉 Pas de représentation complexe car $\displaystyle \textrm{Re}\left(\underline{f}.\underline{g}\right)\neq\textrm{Re}\left(\underline{f}\right).\textrm{Re}\left(\underline{g}\right)$.

Physique quantique
1.“Dépendance temporelle” 👉 Pour un état stationnaire, elle est en $\displaystyle e^{-iEt/\hbar}$ (pas le choix sur le signe dans l’exponentielle).
2.“Déterminer l’énergie minimale” (dans une région où l’énergie potentielle est nulle) 👉 $\displaystyle \left\langle E\right\rangle =\frac{\left\langle p^{2}\right\rangle }{2m}\geq\frac{\left(\Delta p\right)^{2}}{2m}$ et relation d’indétermination d’Heisenberg $\displaystyle \Delta x.\Delta p\geq\frac{\hbar}{2}$ .

Electricité
1.“Identifier sans calcul la nature du filtre” 👉 Prendre les limites basse fréquence (condensateur $\displaystyle \Longleftrightarrow$ interrupteur ouvert et inductance $\displaystyle \Longleftrightarrow$ fil) et haute fréquence (condensateur $\displaystyle \Longleftrightarrow$ fil et inductance $\displaystyle \Longleftrightarrow$ interrupteur ouvert).
2.“Fréquence d’échantillonnage” 👉 Critère de Shannon-Nyquist.