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Essentials de la physique I

Cette collection couvre la mécanique classique et la thermodynamique en discutant des lois et des équations pertinentes; chaque sujet est présenté avec des expériences de validation de l'hypothèse théorique, et des exemples réels contexte du monde.

  • Physics I

    10:11
    Lois du mouvement de Newton

    Source : Andrew Duffy, Ph.d., département de physique, Université de Boston, Boston, MA

    Cette expérience porte sur diverses situations impliquant deux objets qui interagissent.

    Tout d’abord, l’expérience examine les forces que deux objets s’appliquent à un autre alors qu’ils entrent en collision. Les objets sont des bacs roulants qui ont une masse variable. Le but de cette expérience consiste à découvrir quand la force que late exerce sur l’autre est la même grandeur que la force que le deuxième chariot exerce sur le premier, ainsi que lorsque ces deux forces ont des amplitudes différentes. Deuxièmement, il examine les forces que deux objets exercent sur eux lorsqu’un chariot est pousser ou tirer l’autre. Encore une fois, l’accent est mis sur l’explorer les situations dans lesquelles les deux forces ont la même grandeur et dans lesquels ils ont des amplitudes différentes.

  • Physics I

    08:00
    Force et accélération

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    L’objectif de cette étude est de comprendre les composantes de la force et de leur relation avec le mouvement grâce à l’utilisation de la seconde loi de Newton en mesurant l’accélération d’un planeur étant suivie par une force.

    Presque tous les aspects du mouvementidienne peuvent être décrits en utilisant les trois lois de Isaac Newton du mouvement. Ils décrivent comment les objets en mouvement aura tendance à rester en mouvement (la première loi), objets vont accélérer lorsque suivies par une force nette (la deuxième loi) et toutes les forces exercées par un objet auront un égal et opposé force arrière exercée sur cet objet (la troisième loi). La quasi-totalité des études secondaires et premier cycle mécanique repose sur ces concepts simples.

  • Physics I

    09:20
    Vecteurs dans de multiples Directions

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Cette expérience montre comment les vecteurs addition et soustraction dans de multiples directions. L’objectif sera de calculer analytiquement l’addition ou la soustraction de vecteurs multiples puis confirmer expérimentalement les calculs.

    Un vecteur est un objet avec et direction. L’ampleur d’un vecteur est simplement désigné comme la longueur, tandis que la direction est généralement définie par l’angle qu’il passe avec l’axe des x. Parce que les forces sont des vecteurs, il peuvent servir comme une représentation physique des vecteurs. Par la mise en place d’un système de forces et de trouver quel force supplémentaire permettra de créer un équilibre entre les forces, un système de vecteurs peut être vérifié expérimentalement.

  • Physics I

    11:41
    Cinématique et Projectile Motion

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Cette expérience démontre la cinématique du mouvement dans les dimensions 1 et 2. Cet atelier va commencer par étudier le mouvement en 1 dimension, sous accélération constante, en lançant un projectile directement vers le haut et mesure la hauteur maximale atteinte. Cet rmettra de vérifier que la hauteur maximale atteinte est compatible avec les équations cinématiques calculées ci-après. Motion en 2 dimensions se traduira en lançant le ballon à un angle θ. En utilisant les cinématiques équations ci-dessous, on peut prédire la distance à l’endroit où le projectile atterrira basée sur la vitesse initiale, temps total et l’angle de trajectoire. Cela démontrera mouvement cinématique avec et hors accélération dans les directions y - et x -, respectivement.

  • Physics I

    07:31
    Loi de Gravitation universelle de Newton

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    La légende indique qu’Isaac Newton a vu une pomme tomber d’un arbre. Il a remarqué l’accélération de la pomme et déduit qu’il doit y avoir eu un agir de force sur la pomme. Ensuite, il a présumé que si gravité peut agir en haut de l’arbre, il peut également agir à desgrandes. Il a observé le mouvement de la lune et les orbites des planètes et finalement a formulé la loi universelle de la gravitation. La Loi stipule que chaque particule dans l’univers attire chaque autre particule avec une force qui est proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre eux. Cette force agit le long de la ligne joignant les deux particules. On mesurera l' accélération gravitationnelle g, qui est l’accélération d’un objet sur la surface de la terre subit en raison de la force gravitationnelle de la terre, dans ce laboratoire. Connaître avec précision cette valeur est extrêmement important, car il décrit l’ampleur de la force gravitationnelle sur un objet à la surface de la terre.

  • Physics I

    09:45
    Conservation du moment

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    L’objectif de cette expérience est de tester le concept de la conservation de la quantité de mouvement. En mettant en place une surface avec très peu de friction, collisions entre les objets en mouvement peuvent être étudiées, y compris leurs moments initiaux et finaux.

    rvation de la quantité de mouvement est une des lois plus importantes en physique. Quand quelque chose est conservée en physique, la valeur initiale est égale à la valeur finale. Pour le moment, cela signifie que l’élan initial total d’un système sera égale à l’élan final total. Deuxième loi de Newton stipule que la force sur un objet sera égale à la variation dans l’élan de l’objet avec le temps. Ce fait, combiné avec l’idée que le momentum est conservée, sous-tend le fonctionnement de la mécanique classique et est un puissant outil de résolution de problèmes.
  • Physics I

    08:24
    Friction

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    L’objectif de cette étude est d’examiner la nature physique des deux types de frottement (i.e., statique et cinétique). La procédure comprendra à mesurer le coefficient de friction pour les objets coulissant horizontalement, ainsi qu’un plan incliné vers le bas.

    n’est pas complètement élucidé, mais il est déterminé expérimentalement est proportionnelle à la force normale exercée sur un objet. Si un microscope zoome sur deux surfaces qui sont en contact, il révélerait que leurs surfaces sont très durs à petite échelle. Cela empêche les surfaces de glisser facilement passé un de l’autre. Combinant l’effet de surfaces rugueuses avec les forces électriques entre les atomes dans les matériaux peut-être expliquer la force de frottement. Il existe deux types de friction. Frottement statique est présent lorsqu’un objet ne bouge pas et certains force est nécessaire pour obtenir cet objet en mouvement. Frottement cinétique est présent lorsqu’un objet est déjà en mouvement, mais ralentit en raison de la friction entre les surfaces de glissement.
  • Physics I

    07:51
    Loi de Hooke et de mouvement harmonique Simple

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Énergie potentielle est un concept important en physique. Énergie potentielle est l’énergie associée aux forces qui dépendent de la position d’un objet par rapport à son environnement. Gravitationnel énergie potentielle, qui est discuté dans une autre vidéo, estiée qui est directement proportionnelle à la hauteur d’un objet au-dessus du sol. De même, il est possible de définir énergie potentielle de printemps, qui est directement proportionnelle au déplacement d’un ressort de son état de relaxation. Un ressort étiré ou comprimé a énergie potentielle, comme il a la possibilité de faire un travail sur un objet. La « capacité d’effectuer un travail » est souvent citée comme la définition fondamentale de l’énergie. Cette vidéo fera la démonstration de l’énergie potentielle stockée en ressorts. Il vérifiera également l’équation restauration de force des ressorts, ou loi de Hooke. La constante du ressort est différente pour les ressorts des élasticités différentes. Loi de Hooke sera vérifiée et la constante de ressort mesurée en joignant les différents poids à un ressort de suspension et de mesurer les déplacements qui en résultent.

  • Physics I

    09:04
    Diagrammes d’équilibre et de corps libre

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Equilibrium est un cas particulier en mécanique qui est très important dans la vie quotidienne. Elle survient lorsque la force nette et le couple net sur un objet ou un système sont les deux zéro. Cela signifie que les deux les accélérations linéaires et angulaires sont i, l’objet est au repos, ou son centre de gravité se déplace à une vitesse constante. Toutefois, cela ne signifie pas qu’aucune des forces n’agissent sur les objets au sein du système. En fait, il y a très peu de scénarios sur la terre dans laquelle aucune force n’agissent sur un objet donné. Si une personne marche sur un pont, elles exercent une force vers le bas sur le pont proportionnelle à leur masse, et le pont exerce un égal et en face de forcer vers le haut sur la personne. Dans certains cas, le pont peut flex en réponse à la force vers le bas de la personne, et dans des cas extrêmes, lorsque les forces sont suffisant, le pont peut se déformer gravement ou peut même fracturer. L’étude de cette flexion des objets en équilibre s’appelle élasticité et devient extrêmement important lorsque les ingénieurs sont la conception bâtiments et structures que nous utilisons chaque jour.

  • Physics I

    08:18
    Couple de serrage

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    L’objectif de cette étude est de comprendre les composantes du couple et d’équilibrer plusieurs couples dans un système à atteindre l’équilibre. Tout comme comment une force provoque une accélération linéaire, le couple est une force qui provoque une accélération de rotation. le produit d’une force et la distance de la force de l’axe de rotation. Si la somme des couples de serrage sur un système est égale à zéro, le système n’aura pas toute accélération angulaire.

  • Physics I

    07:48
    Inertie de rotation

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    L’inertie est la résistance d’un objet à être accéléré. En cinématique linéaire, cette notion est directement liée à la masse d’un objet. La plus massive, un objet, plus de la force est nécessaire pour accélérer cet objet. Cela se voit directement dans la deuxième loi dee la force est égale à l’accélération de la masse fois. Pour la rotation, il y a un concept similaire appelé inertie de rotation. Dans ce cas, l’inertie de rotation est la résistance d’un objet à être accéléré par rotation. Inertie de rotation va dépendre non seulement de masse, mais aussi sur la distance de la masse du centre de rotation. L’objectif de cette étude est de mesurer l’inertie de rotation des deux masses en rotation et de déterminer la dépendance de la masse et la distance de l’axe de rotation.

  • Physics I

    09:32
    Angular Momentum

    Source : Nicholas Timmons, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Angular momentum est défini comme le produit de l’inertie et la vitesse angulaire de l’objet. Comme son analogue linéaire, angulaire est conservé, ce qui signifie que le moment angulaire total d’un système ne changera pas s’il n’y a aucun couples externes sur le système. Unvalent de rotation d’une force. Parce que c’est un conservée, moment angulaire est une quantité importante en physique. L’objectif de cette étude est de mesurer le moment angulaire d’une tige rotative et à la conservation du moment cinétique permet d’expliquer deux démonstrations de rotationnels.

  • Physics I

    08:51
    Énergie et travail

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Cette expérience illustre le principe de travail-énergie. L’énergie est l’un des concepts plus importants en sciences et n’est pas simple à définir. Cette expérimentation portera sur deux types d’énergie : énergie de potentielle gravitationnelle et l’énergie cinétiquergie potentielle gravitationnelle est définie comme l’énergie de qu'un objet possède en raison de son placement dans un champ gravitationnel. Objets qui sont élevés au-dessus du sol sont censés avoir de grande énergie de potentielle gravitationnelle. Un objet qui se déplace d’un endroit à l’autre a énergie cinétique de translation. L’aspect le plus crucial de l’énergie, c’est que la somme de tous les types d’énergie est conservée. En d’autres termes, l’énergie totale d’un système avant et après tout événement peut être transféré à différents types d’énergie, en tout ou en partie, mais le total rgy enesera le même avant et après l’événement. Cet atelier fera la démonstration de cette conservation. L’énergie peut être définie comme « la capacité à effectuer un travail, « qui a trait à l’énergie mécanique avec le travail. Vol des projectiles qui ont frappé des objets fixes fonctionnent sur les objets stationnaires, comme un boulet de Canon frapper un mur de briques et de c

  • Physics I

    07:16
    Enthalpie

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    Lorsqu’une casserole d’eau est placée sur un poêle chaud, chaleur est dite « couler » du poêle à l’eau. Lorsque deux ou plusieurs objets sont mis en contact thermique avec l’autre, chaleur coule spontanément les objets plus chaudes à celles plus froides, ou dans le sens a température entre les objets. Par exemple, lorsque les glaçons sont mis dans une tasse d’eau à température ambiante, la chaleur de l’eau s’écoule vers les cubes de glace et ils commencent à fondre. Souvent, le terme « thermique » est utilisé de façon incohérente, habituellement référer simplement à la température de quelque chose. Dans le cadre de la thermodynamique, chaleur, comme le travail, est définie comme un transfert d’énergie. La chaleur est l’énergie transférée d’un objet à l’autre en raison d’une différence de température. En outre, l’énergie totale d’un système thermodynamique isolé est constant-c'est-à-dire énergie peut être transférée vers et à partir de différents objets dans le système et peut être transformé en différents types d’énergie, mais l’énergie ne peut pas être créée ou détruite. Il s’agit de la première loi de la thermodynamique. Il est très similaire à la Loi de conservation de l’énergie discutée dans une autre vidéo, mais dans le contexte des proces

  • Physics I

    07:31
    Entropie

    Source : Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Antonella Cooray, Ph.d., département de physique & astronomie, école de Sciences physique, University of California, Irvine, CA

    La deuxième loi de la thermodynamique est une loi fondamentale de la nature. Il indique que l’entropie d’un système toujours augmente au fil du temps ou reste constante dans le cas idéales, lorsqu’un système est dans un état stable ou subissant un « processusi le système subit un processus irréversible, l’entropie du système augmentera toujours. Cela signifie que le changement d’entropie, ΔS, est toujours supérieure ou égale à zéro. L’entropie d’un système est une mesure du nombre de configurations microscopiques que peut atteindre le système. Par exemple, gaz dans un récipient avec volume connu, la pression et la température peut avoir un grand nombre de configurations possibles des molécules de gaz individuels. Si le contenant est ouvert, les molécules de gaz s’échapper et le nombre de configurations augmente de façon spectaculaire, essentiellement approche l’infini. Lorsque le conteneur est ouvert, l’entropie est censée augmenter. Par conséquent, entropie peut être considéré une mesure de « désordre » d’un système.

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