STG-PHYS-05-Vibrations & Ondes
- ue-sec-stg-phys-05
- Topographie
Semestre : 3
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Manuel FLURY
- Sylvain LECLER
| Total coefficients : 2 |
| Total heures : 30 (12 cours, 9 TD, 9 TP) |
Prérequis
Base de mécanique du point (principe fondamental de la dynamique, conservation d'énergie) et d'électricité. Travail en repère cartésien, cylindrique, voire sphérique.
Base de mathématique : notion d'équations différentielles. Savoir résoudre une équation différentielle du second degré. Manipulation des nombres complexes et de la trigonométrie.
Objectif
L'objectif du cours est de:
- Donner des bases de physique ondulatoire et des vibrations.
- Illustrer le cours avec des exemples en lien avec vos filières.
- Donner une culture scientifique et technique.
- Faire le lien avec les autres cours enseignées à l’école
A la fin du semestre, les étudiants seront capables de :
- calculer la fréquence propre de systèmes à 1, 2, N degrés de liberté
- prédire la réponse fréquentielle de ces mêmes systèmes
- résoudre une équation de propagation de type d'Alembert
- calculer les modes propres (déformées modales) de systèmes simples
- savoir rédiger un compte-rendu d'expérience et évaluer des incertitudes
Compétences attendues
Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Identifier et exploiter les interactions entre des champs de sciences fondamentales connexes
Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Identifier un problème, le reformuler
Axe A5 : ÉTUDES ET RECHERCHES
Capacité à investiguer un sujet technique en mobilisant les données issue de la recherche afin de réaliser des tests, conduire des expérimentations et des études d'applications.
- Concevoir, exploiter et évaluer un modèle, une simulation ou une expérimentation
Axe A6 : ARBITRAGE DES SITUATIONS COMPLEXES
Aptitude à réaliser des arbitrages sur les problèmes complexes et partiellement définis en prenant en compte les objectifs de développement durable définis par l'ONU.
- Faire preuve d'esprit critique par rapport à son propre travail
Axe A8 : APPRENTISSAGE TOUT AU LONG DE LA VIE
Capacité à être acteur de son propre développement de compétences en s'appuyant sur les bonnes pratiques, en construisant son réseau professionnel et en mobilisant les ressources de la formation professionnelle continue.
- Capitaliser les connaissances et les savoir-faire
Programme
Introduction : définition, objectifs, méthode de travail
Partie 1 : Systèmes discrets
1.1- Système à 1 degré de liberté
1.2- Système à N degrés de liberté
oscillations libres, oscillations forcées, résonances, notion de mode propre
Partie 2 : Milieux continus
2.1. Propagation en volume
équation de d’Alembert et solutions, exemples d’ondes
2.2. Interfaces, discontinuités, perturbations
impédances, réflexions, interférences, diffractions
2.3. Fonction de transfert et réponse impulsionnelle
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
Des cours en amphi (+ sous forme de vidéo pour réécoute)
Des travaux dirigés (avec préparations qui pourront être récupérées en début de cours pour évaluation et potentiels QCM notés)
De courtes vidéos explicatives des différents concepts abordés
Un examen final
Des travaux pratiques à préparer avec un compte-rendus à rendre en fin de séance pour évaluation
L'équipe s'engage à répondre le plus rapidement possible (en général sous deux jours) à une question posée par courriel.
Mode d'évaluation
G, GC et GE : 30% Compte-rendus de TP, 70% examen final
En cas d'absence injustifiée, la note sera 0.
Examen final : 1h20.
Notes de cours: Vous avez droit à une feuille A4 recto-verso le jour de l'examen final (sauf aux rattrapages).
Rattrapages : 1h30 sans document, ni calculatrice (selon le nombre d'étudiants concernés un oral pourra vous être proposé)
Bibliographie
http://purple.univ-littoral.fr/etudes/vibondes.pdf de D. Sadovskii, 2018
"Vibrations, Ondes" - Physique LMD-Universités-Ecoles d'ingénieurs. Ellipses, J. Bruneaux et J. Matricon, 2008 (Insa de Strasbourg D 7b BRU).