Ajout exos dilatation.
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9484c0363f
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@ -2320,8 +2320,9 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{ex}
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\subsection{Relatifs à la thermodynamique}
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Les valeurs des c\oe fficients de dilatation thermique sont celles du tableau \ref{coefdilat}, page \pageref{coefdilat}.
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\begin{ex}\label{centaure}
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\begin{ex}\label{regleallu}
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Une règle en aluminium est construite pour faire \SI{30}{\centi\metre} à \SI{20}{\celsius}. Si on la chauffe à \SI{40}{\celsius}, quelle sera alors sa longueur réelle ? Réponse~: \SI{30,014}{\centi\metre}.
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\begin{sol}
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La variation de longueur est aisément calculable par~:
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@ -2332,8 +2333,8 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{sol}
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\end{ex}
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\begin{ex}\label{centaure}
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On veut faire entrer un objet en verre de \SI{20}{\metre} à \SI{15}{\celsius} dans une boite en fer de \SI{20,005}{\metre} à \SI{10}{\celsius} pour conserver le tout à \SI{20}{\celsius}. Est-ce possible ?
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\begin{ex}\label{verrefer}
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On veut faire entrer un objet en verre de \SI{20}{\metre} à \SI{15}{\celsius} dans une boite en fer de \SI{20,005}{\metre} à \SI{10}{\celsius} pour conserver le tout à \SI{20}{\celsius}. Est-ce possible ? Réponse~: oui.
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\begin{sol}
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En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~:
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\[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\]
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@ -2343,6 +2344,34 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{sol}
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\end{ex}
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\begin{ex}\label{Eiffel}
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La hauteur de la tour Eiffel est de \SI{330}{\metre}. Elle est construite en acier. Quelle est la variation de sa hauteur entre \SI{0}{\celsius} et \SI{30}{\celsius} ? Réponse~: \SI{11}{\centi\metre}.
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\begin{sol}
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La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
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\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
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\end{sol}
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\end{ex}
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\optv{OS}{
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\begin{exos}
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Une passerelle constituée d'une poutre en acier est fixée entre deux rochers fixes. Si la température passe de \SI{-10}{\celsius} à \SI{30}{\celsius}, l'augmentation de la contrainte de compression de la poutre est alors de \SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}. Quel est le module de Young de la poutre ? Réponse~: \SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}.
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\begin{solos}
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Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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où le numérateur de la fraction est la contrainte de déformation, soit la force \(F_n\) par unité de surface \(A\) exercée longitudinalement (normalement à la section) sur la poutre et le dénominateur est le facteur de déformation constitué du rapport de la déformation à la longueur de la poutre. Les unités du numérateur sont des \si{\newton\per\metre\squared} et le dénominateur en est dépourvu. Ainsi, les unités du module de Young sont des \si{\newton\per\metre\squared}.
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\medskip
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La passerelle se trouvant entre deux rochers fixes, la poutre ne peut se dilater. L'augmentation de température a donc pour conséquence d'augmenter la force exercée sur la poutre. Cette contrainte de compression est donnée~:
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\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
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de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
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\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
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Ainsi, on peut écrire~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
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\end{solos}
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\end{exos}
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}
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\Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS.
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\Closesolutionfile{ans} % ferme le fichier Solutions.tex qui contient les solutions
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@ -2320,8 +2320,9 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{ex}
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\subsection{Relatifs à la thermodynamique}
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Les valeurs des c\oe fficients de dilatation thermique sont celles du tableau \ref{coefdilat}, page \pageref{coefdilat}.
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\begin{ex}\label{centaure}
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\begin{ex}\label{regleallu}
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Une règle en aluminium est construite pour faire \SI{30}{\centi\metre} à \SI{20}{\celsius}. Si on la chauffe à \SI{40}{\celsius}, quelle sera alors sa longueur réelle ? Réponse~: \SI{30,014}{\centi\metre}.
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\begin{sol}
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La variation de longueur est aisément calculable par~:
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@ -2332,8 +2333,8 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{sol}
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\end{ex}
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\begin{ex}\label{centaure}
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On veut faire entrer un objet en verre de \SI{20}{\metre} à \SI{15}{\celsius} dans une boite en fer de \SI{20,005}{\metre} à \SI{10}{\celsius} pour conserver le tout à \SI{20}{\celsius}. Est-ce possible ?
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\begin{ex}\label{verrefer}
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On veut faire entrer un objet en verre de \SI{20}{\metre} à \SI{15}{\celsius} dans une boite en fer de \SI{20,005}{\metre} à \SI{10}{\celsius} pour conserver le tout à \SI{20}{\celsius}. Est-ce possible ? Réponse~: oui.
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\begin{sol}
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En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~:
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\[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\]
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@ -2343,6 +2344,34 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
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\end{sol}
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\end{ex}
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\begin{ex}\label{Eiffel}
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La hauteur de la tour Eiffel est de \SI{330}{\metre}. Elle est construite en acier. Quelle est la variation de sa hauteur entre \SI{0}{\celsius} et \SI{30}{\celsius} ? Réponse~: \SI{11}{\centi\metre}.
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\begin{sol}
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La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
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\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
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\end{sol}
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\end{ex}
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\optv{OS}{
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\begin{exos}
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Une passerelle constituée d'une poutre en acier est fixée entre deux rochers fixes. Si la température passe de \SI{-10}{\celsius} à \SI{30}{\celsius}, l'augmentation de la contrainte de compression de la poutre est alors de \SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}. Quel est le module de Young de la poutre ? Réponse~: \SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}.
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\begin{solos}
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Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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où le numérateur de la fraction est la contrainte de déformation, soit la force \(F_n\) par unité de surface \(A\) exercée longitudinalement (normalement à la section) sur la poutre et le dénominateur est le facteur de déformation constitué du rapport de la déformation à la longueur de la poutre. Les unités du numérateur sont des \si{\newton\per\metre\squared} et le dénominateur en est dépourvu. Ainsi, les unités du module de Young sont des \si{\newton\per\metre\squared}.
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\medskip
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La passerelle se trouvant entre deux rochers fixes, la poutre ne peut se dilater. L'augmentation de température a donc pour conséquence d'augmenter la force exercée sur la poutre. Cette contrainte de compression est donnée~:
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\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
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de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
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\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
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Ainsi, on peut écrire~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
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\end{solos}
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\end{exos}
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}
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\Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS.
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\Closesolutionfile{ans} % ferme le fichier Solutions.tex qui contient les solutions
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Binary file not shown.
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@ -1039,3 +1039,8 @@ On a successivement~:
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Ainsi, la boite en fer fera \SI{20,0074}{\metre} et l'objet en verre pourra s'y placer.
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\end{Solution}
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\begin{Solution}{73}
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La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
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\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
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\end{Solution}
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@ -753,3 +753,17 @@
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Il faut conclure qu'obtenir les vitesses par la méthode de Newton est bien plus complexe que par l'énergie.
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\end{Solution OS}
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\begin{Solution OS}{22}
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Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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||||
où le numérateur de la fraction est la contrainte de déformation, soit la force \(F_n\) par unité de surface \(A\) exercée longitudinalement (normalement à la section) sur la poutre et le dénominateur est le facteur de déformation constitué du rapport de la déformation à la longueur de la poutre. Les unités du numérateur sont des \si{\newton\per\metre\squared} et le dénominateur en est dépourvu. Ainsi, les unités du module de Young sont des \si{\newton\per\metre\squared}.
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\medskip
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La passerelle se trouvant entre deux rochers fixes, la poutre ne peut se dilater. L'augmentation de température a donc pour conséquence d'augmenter la force exercée sur la poutre. Cette contrainte de compression est donnée~:
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||||
\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
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de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
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||||
\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
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||||
Ainsi, on peut écrire~:
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\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
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\end{Solution OS}
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@ -74,6 +74,7 @@ Aluminium & \num{23,1e-6}\\
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Béton & \num{10e-6}\\
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Cuivre & \num{16,6e-6}\\
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Fer & \num{12e-6}\\
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Acier & \num{11e-6}\\
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Verre & \num{68e-6}\\
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\end{tabular}
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@ -74,6 +74,7 @@ Aluminium & \num{23,1e-6}\\
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Béton & \num{10e-6}\\
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Cuivre & \num{16,6e-6}\\
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Fer & \num{12e-6}\\
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Acier & \num{11e-6}\\
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Verre & \num{68e-6}\\
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\end{tabular}
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