Physique I(ING116-A)
| Nom du Cours | Semestre du Cours | Cours Théoriques | Travaux Dirigés (TD) | Travaux Pratiques (TP) | Crédit du Cours | ECTS | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ING116-A | Physique I | 1 | 3 | 0 | 2 | 4 | 5 |
| Cours Pré-Requis | |
| Conditions d'Admission au Cours |
| Langue du Cours | Français |
| Type de Cours | Obligatoire |
| Niveau du Cours | Licence |
| Enseignant(s) du Cours | Erden TUĞCU etugcu@gsu.edu.tr (Email) |
| Assistant(e)s du Cours | |
| Objectif du Cours | L'objectif principal de ce cours est de faire comprendre aux étudiants les principes et les lois fondamentaux de la mécanique classique à l'aide d'une solide base mathématique (analyse vectorielle, calcul différentiel et intégral). Le cours vise à développer les capacités des étudiants à observer les phénomènes physiques dans la nature, à les modéliser mathématiquement et à résoudre ces modèles en utilisant une approche de pensée analytique. Il a pour but de doter les étudiants de la formation de base en résolution de problèmes dont ils auront besoin dans leurs futurs cours d'ingénierie et de spécialité. |
| Contenus |
-1. Introduction Mathématique • Analyse vectorielle (Produit scalaire et produit vectoriel) • Systèmes de coordonnées cartésiennes et cylindriques • Applications du calcul différentiel et intégral • Équations différentielles (Notions de base pour la mécanique) 2. Cinématique • Mouvement à une dimension (Vecteurs position, vitesse et accélération) • Mouvement à deux et trois dimensions (Mouvement d'un projectile) • Mouvement circulaire uniforme 3. Dynamique • Concept de force et de système (Schéma des forces) • Lois du mouvement de Newton • Force de frottement et dynamique du mouvement circulaire (Force centripète) 4. Cinétique (Travail et Énergie) • Théorème de l'énergie cinétique et du travail • Forces conservatives et non conservatives • Énergie potentielle • Conservation de l'énergie mécanique 5. Quantité de Mouvement Linéaire et Collisions • Centre de masse (Passage des particules ponctuelles aux corps rigides) • Quantité de mouvement linéaire et Impulsion • Conservation de la quantité de mouvement linéaire • Collisions élastiques et inélastiques 6. Cinématique et Dynamique de Rotation • Cinématique de rotation des corps rigides • Moment d'inertie et énergie cinétique de rotation • Moment d'une force (Couple/Torque) et formulation de la 2e loi de Newton pour la rotation • Moment cinétique (Moment angulaire) et sa conservation • Mouvement de roulement (Combinaison de translation et de rotation) 7. Oscillations et Mouvement Harmonique Simple (MHS) • Loi de Hooke et force de rappel • Équations cinématiques du MHS (Dépendance temporelle de la position, vitesse et accélération) • Transformations et conservation de l'énergie dans le MHS • Applications : Pendule simple et pendule physique • Introduction aux oscillations amorties et forcées, Résonance |
| Acquis d'Apprentissage du Cours |
• 1: Utiliser l'analyse vectorielle, les systèmes de coordonnées et les méthodes fondamentales du calcul (dérivée/intégrale/différentielle) pour formuler et résoudre des problèmes physiques. • 2: Analyser les mouvements de translation à une, deux et trois dimensions ainsi que le mouvement circulaire uniforme des particules ponctuelles à l'aide d'équations cinématiques. • 3: Évaluer la dynamique du mouvement dans le cadre des lois du mouvement de Newton en construisant des diagrammes du corps libre pour les systèmes physiques rencontrés. • 4: Appliquer le principe de "Conservation de l'énergie mécanique" aux problèmes en présence de forces conservatives et non conservatives, en définissant les concepts de travail, d'énergie cinétique et potentielle. • 5: Déterminer le centre de masse des systèmes à particules multiples ; résoudre les problèmes de collisions élastiques et inélastiques en utilisant les concepts de quantité de mouvement et d'impulsion. • 6: Examiner conjointement les mouvements de translation et de rotation des corps rigides ; modéliser les problèmes de dynamique de rotation en utilisant les principes du moment d'inertie, du moment d'une force (couple) et de la conservation du moment cinétique. • 7: Expliquer le comportement des systèmes mécaniques subissant un mouvement harmonique simple, des pendules, ainsi que des vibrations amorties et forcées (résonance) en établissant leurs équations cinématiques et énergétiques. |
| Méthodes d'Enseignement |
Le cours est conçu pour développer les compétences d'apprentissage actif des étudiants par le biais d'un travail de préparation en amont et d'une résolution de problèmes interactive en classe, plutôt que par une écoute passive des connaissances théoriques. Dans ce contexte, le modèle de la « Classe Inversée » (Flipped Classroom) et des stratégies d'apprentissage actif sont mis en œuvre afin de maximiser les capacités de réflexion analytique des étudiants et de transformer les connaissances théoriques en pratique. • Application de la Classe Inversée : Le transfert traditionnel des connaissances théoriques a été déplacé en dehors des heures de cours. Il est attendu des étudiants qu'ils viennent en classe préparés en ayant étudié les supports de lecture, les notes de cours et les formulaires d'auto-évaluation partagés sur le système avant chaque séance. • Apprentissage Actif en Classe : L'environnement de la classe n'est plus un espace d'écoute passive ; il est utilisé comme un « laboratoire/atelier interactif » où les sujets préalablement étudiés sont discutés en profondeur, les problèmes d'ingénierie complexes sont résolus et les éventuelles lacunes ou idées fausses sont corrigées. • Présentation Numérique Dynamique : Au lieu de faire des lectures à partir de présentations statiques (diapositives), les cours sont dispensés à l'aide d'applications de tableau blanc numérique interactif telles que des tablettes et OpenBoard. Le dessin des diagrammes du corps libre, les analyses vectorielles et les dérivations complexes de calcul (dérivées/intégrales) sont construits étape par étape et en temps réel sur le tableau en interaction avec les étudiants. • Apprentissage par les Pairs (Peer Instruction) et Questions-Réponses : En posant des questions ouvertes d'orientation sur le comportement des concepts physiques (par exemple, le moment d'inertie, les forces conservatives) dans les systèmes mécaniques, les étudiants sont encouragés à débattre entre eux et à parvenir au bon modèle mathématique. • Modélisation d'Ingénierie du Monde Réel : Les lois abstraites de la physique sont concrétisées en les associant à des exemples actuels tirés directement d'applications de l'ingénierie (par exemple, le couple dans les pièces de machines, le frottement dans la dynamique des véhicules). |
| Ressources |
- “Physique PTSI”, TecDoc Lavoisier, 2008. - “Physique PTSI”, Hprepa Hachette, 2007 - Notes de cours et Travaux Dirigés: http://uni.gsu.edu.tr/moodle/course/ |
Intitulés des Sujets Théoriques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|
Intitulés des Sujets Pratiques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|
Contribution à la Note Finale
| Numéro | Frais de Scolarité | |
|---|---|---|
| Contribution du contrôle continu à la note finale | 2 | 50 |
| Contribution de l'examen final à la note finale | 1 | 50 |
| Toplam | 3 | 100 |
Contrôle Continu
| Numéro | Frais de Scolarité | |
|---|---|---|
| Devoir | 0 | 0 |
| Présentation | 0 | 0 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 1 | 40 |
| Projet | 0 | 0 |
| Travail de laboratoire | 0 | 10 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 |
| Make-up | 0 | 0 |
| Toplam | 1 | 50 |
| No | Objectifs Pédagogiques du Programme | Contribiton | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Connaissance et compréhension d’un large champ de sciences fondamentales (math, sciences physiques, …) et des concepts principaux de l’ingénierie | X | ||||
| 2 | Capacité à combiner ces connaissances théoriques et pratiques pour résoudre les problèmes d’ingénierie et offrir des solutions fiables | X | ||||
| 3 | Capacité à choisir et appliquer les méthodes d’analyse et de modélisation afin de poser, reformuler et résoudre les problèmes complexes de génie industriel | X | ||||
| 4 | Capacité à conceptualiser des systèmes complexes, process ou produits sous les contraintes concrètes afin d’améliorer leurs performances, capacité à employer les méthodes innovantes de conception | X | ||||
| 5 | Capacité à concevoir, choisir et appliquer les méthodes et les outils indispensables pour résoudre les problèmes liés à la pratique du génie industriel, capacité à utiliser les technologies de l’informatique | X | ||||
| 6 | Capacité à concevoir des expériences, recueillir et interpréter les données et analyser les résultats | X | ||||
| 7 | Capacité de travailler avec autonomie, capacité à participer à des groupes de travail multidisciplinaire et avoir un esprit d’équipe | X | ||||
| 8 | Capacité à communiquer efficacement, capacité à maitriser au moins 2 langues étrangères | X | ||||
| 9 | Conscience de la nécessité de l’amélioration continue par la formation tout au long de la vie, capacité à se tenir au courant des progrès scientifiques et technologiques, capacité à utiliser les outils de management de l’information | X | ||||
| 10 | Compréhension de la société et capacité à assumer des responsabilités humaines et professionnelles (adhésion aux chartes de l’ingénieur respectées pour le génie industriel, sens de l’éthique) | X | ||||
| Activités | Nombre | Durée | Charge totale de Travail |
|---|---|---|---|
| Durée du cours | 24 | 3 | 72 |
| Laboratoire | 14 | 2 | 28 |
| Examen final (temps de préparation inclu) | 10 | 2 | 20 |
| Autre | 3 | 2 | 6 |
| Charge totale de Travail | 126 | ||
| Charge totale de Travail / 25 | 5.04 | ||
| Crédits ECTS | 5 | ||