Ajout exos dilatation.

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@ -2320,8 +2320,9 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
\end{ex} \end{ex}
\subsection{Relatifs à la thermodynamique} \subsection{Relatifs à la thermodynamique}
Les valeurs des c\oe fficients de dilatation thermique sont celles du tableau \ref{coefdilat}, page \pageref{coefdilat}.
\begin{ex}\label{centaure} \begin{ex}\label{regleallu}
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}. 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}.
\begin{sol} \begin{sol}
La variation de longueur est aisément calculable par~: La variation de longueur est aisément calculable par~:
@ -2332,8 +2333,8 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
\end{sol} \end{sol}
\end{ex} \end{ex}
\begin{ex}\label{centaure} \begin{ex}\label{verrefer}
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 ? 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.
\begin{sol} \begin{sol}
En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~: En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~:
\[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\] \[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\]
@ -2343,6 +2344,34 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
\end{sol} \end{sol}
\end{ex} \end{ex}
\begin{ex}\label{Eiffel}
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}.
\begin{sol}
La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
\end{sol}
\end{ex}
\optv{OS}{
\begin{exos}
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}.
\begin{solos}
Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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}.
\medskip
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~:
\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
Ainsi, on peut écrire~:
\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
\end{solos}
\end{exos}
}
\Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS. \Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS.
\Closesolutionfile{ans} % ferme le fichier Solutions.tex qui contient les solutions \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
\end{ex} \end{ex}
\subsection{Relatifs à la thermodynamique} \subsection{Relatifs à la thermodynamique}
Les valeurs des c\oe fficients de dilatation thermique sont celles du tableau \ref{coefdilat}, page \pageref{coefdilat}.
\begin{ex}\label{centaure} \begin{ex}\label{regleallu}
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}. 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}.
\begin{sol} \begin{sol}
La variation de longueur est aisément calculable par~: La variation de longueur est aisément calculable par~:
@ -2332,8 +2333,8 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
\end{sol} \end{sol}
\end{ex} \end{ex}
\begin{ex}\label{centaure} \begin{ex}\label{verrefer}
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 ? 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.
\begin{sol} \begin{sol}
En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~: En chauffant l'objet en verre de \SI{5}{\celsius}, il va se dilater de~:
\[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\] \[\Delta L=L_0\cdot\alpha\cdot\Delta\theta=20\cdot 68\cdot 10^{-6}\cdot (20-15)=\SI{6,8}{\milli\metre}\]
@ -2343,6 +2344,34 @@ Les exercices suivants doivent être réalisés si possible sans la théorie de
\end{sol} \end{sol}
\end{ex} \end{ex}
\begin{ex}\label{Eiffel}
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}.
\begin{sol}
La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
\end{sol}
\end{ex}
\optv{OS}{
\begin{exos}
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}.
\begin{solos}
Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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}.
\medskip
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~:
\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
Ainsi, on peut écrire~:
\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
\end{solos}
\end{exos}
}
\Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS. \Closesolutionfile{ansos} % ferme le fichier SolutionsOS.tex qui contient les solutions OS.
\Closesolutionfile{ans} % ferme le fichier Solutions.tex qui contient les solutions \Closesolutionfile{ans} % ferme le fichier Solutions.tex qui contient les solutions

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@ -1039,3 +1039,8 @@ On a successivement~:
Ainsi, la boite en fer fera \SI{20,0074}{\metre} et l'objet en verre pourra s'y placer. Ainsi, la boite en fer fera \SI{20,0074}{\metre} et l'objet en verre pourra s'y placer.
\end{Solution} \end{Solution}
\begin{Solution}{73}
La plage de température étant de \SI{30}{\celsius}, on a~:
\[\Delta L=330\cdot 11\cdot 10^{-6}\cdot (30-0)=\SI{0,11}{\metre}\]
\end{Solution}

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@ -753,3 +753,17 @@
Il faut conclure qu'obtenir les vitesses par la méthode de Newton est bien plus complexe que par l'énergie. Il faut conclure qu'obtenir les vitesses par la méthode de Newton est bien plus complexe que par l'énergie.
\end{Solution OS} \end{Solution OS}
\begin{Solution OS}{22}
Pour résoudre ce problème, il faut savoir ce qu'est le module de Young. En voici la définition~:
\[E=\frac{F_n/A}{\Delta L/L_0}\]
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}.
\medskip
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~:
\[\frac{F_n}{A}=\SI{8,8e7}{\newton\per\metre\squared}\]
de même que la distance de déformation qui correspond à l'allongement thermique de la poutre~:
\[\Delta L=\alpha\cdot L_0\cdot\Delta\theta\]
Ainsi, on peut écrire~:
\[E=\frac{F_n/A}{\alpha\cdot\Delta\theta}=\frac{8,8\cdot 10^7}{11\cdot 10^{-6}\cdot 40}=\SI{2e11}{\newton\per\metre\squared}\]
\end{Solution OS}

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@ -74,6 +74,7 @@ Aluminium & \num{23,1e-6}\\
Béton & \num{10e-6}\\ Béton & \num{10e-6}\\
Cuivre & \num{16,6e-6}\\ Cuivre & \num{16,6e-6}\\
Fer & \num{12e-6}\\ Fer & \num{12e-6}\\
Acier & \num{11e-6}\\
Verre & \num{68e-6}\\ Verre & \num{68e-6}\\
\hline \hline
\end{tabular} \end{tabular}

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@ -74,6 +74,7 @@ Aluminium & \num{23,1e-6}\\
Béton & \num{10e-6}\\ Béton & \num{10e-6}\\
Cuivre & \num{16,6e-6}\\ Cuivre & \num{16,6e-6}\\
Fer & \num{12e-6}\\ Fer & \num{12e-6}\\
Acier & \num{11e-6}\\
Verre & \num{68e-6}\\ Verre & \num{68e-6}\\
\hline \hline
\end{tabular} \end{tabular}