Examen et Corrigé Physique 3 Vibrations et Ondes Sétif 2017

Présentation de l'examen de Physique 3

Cet examen du module de Physique 3, centré sur les vibrations et les ondes, a été administré le 9 janvier 2017 aux étudiants de deuxième année LMD en Sciences et Techniques, au sein de la Faculté de technologie et du Département de Génie civil de l'Université Ferhat Abbas Sétif 1. Le temps alloué pour cette épreuve écrite était d'une heure et trente minutes. Le document réunit à la fois les énoncés des exercices proposés et les corrigés détaillés correspondants.

Structure et contenu des exercices

Le sujet se compose de deux exercices principaux notés chacun sur dix points, couvrant divers aspects de la mécanique vibratoire et des systèmes dynamiques à un ou plusieurs degrés de liberté.

Exercice 01 : Cet exercice s'articule autour d'un disque homogène qui roule sans glisser sur un plan horizontal autour de son centre O. Le système comprend un ressort et un amortisseur visqueux reliés en un point B, ainsi qu'un second ressort attaché au centre O. L'extrémité libre est soumise à un déplacement excitateur horizontal sinusoïdal. Les étudiants doivent établir l'équation du mouvement forcé amorti, déterminer la force associée, calculer les expressions analytiques de l'amplitude et de la phase du régime permanent, et enfin déduire la solution générale de l'équation différentielle.

Exercice 02 : Cet exercice aborde plusieurs configurations de systèmes libres et couplés. Le Système A étudie un système libre non amorti constitué d'un ressort vertical supportant une masse. Le Système B s'intéresse à un système libre amorti formé par une barre horizontale pivotante de masse négligeable, nécessitant la détermination d'un système équivalent, de l'équation différentielle et de sa solution pour un cas d'amortissement spécifique. Enfin, le Système C traite du couplage élastique entre deux sous-systèmes par l'intermédiaire d'un ressort, exigeant l'établissement des équations différentielles couplées pour de faibles amplitudes, suivies d'une formulation matricielle sous l'hypothèse de solutions harmoniques.

Méthode de travail et utilisation pédagogique

Ce document constitue un support de travail particulièrement utile pour les étudiants souhaitant s'entraîner aux examens de mécanique des vibrations. La présence conjointe de l'énoncé et de la correction détaillée permet d'aborder la résolution de problèmes complexes étape par étape. Il est conseillé de chercher chaque exercice par soi-même en appliquant les formalismes énergétiques, comme l'établissement de l'énergie cinétique, de l'énergie potentielle et de la fonction de dissipation de Rayleigh, avant de comparer ses résultats avec la correction officielle fournie.

Questions fréquentes

À quel niveau d'études s'adresse cet examen de physique ?

Cet examen s'adresse aux étudiants en deuxième année de licence LMD, mention Sciences et Techniques (ST), plus précisément dans le domaine du Génie civil.

Quels sont les principaux thèmes abordés dans ce sujet ?

Le sujet aborde les vibrations mécaniques, les mouvements de translation et de rotation de solides, les systèmes forcés amortis, les oscillations libres, ainsi que le couplage élastique de systèmes à plusieurs degrés de liberté traités par le formalisme de Lagrange.

Quelle est la durée initiale de l'épreuve ?

Le temps alloué pour composer lors de cette épreuve était fixé à une heure et trente minutes.

Testez vos connaissances

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