FORMULES de PHYSIQUE
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Ce site s'adresse à tous ceux qui veulent comprendre les phénomènes naturels
C'est ici le domaine de la physique, où chaque phénomène est perçu à travers des formules qui permettent d'en fixer les grandeurs et les relations.
Pas besoin de connaissances trop pointues pour commencer : les formules sont regroupées par chapitre, reliées entre elles et commentées. Il faut en revanche de la rigueur, en suivant le vocabulaire défini sur place et la syntaxe des unités (système SI et annexes).
Nous espérons qu'alors vous pourrez prétendre :
-au savoir dire (le verbe)
-au savoir conceptuel (la méthodologie)
-au savoir faire (la pratique)
-au savoir scientifique (la connaissance du monde)
Notez que vous pouvez accéder à vos questions à travers diverses entrées :
-recherche alphabétique (le mot demandé) ou recherche générique (le chapître)
-recherches complémentaires, grâce aux tableaux annexés (alphabet des grandeurs, dimensions, unités, etc )
-les liens (surlignés) entre diverses grandeurs, ce qui permet de ne pas passer par un cours de Physique auxiliaire
-des formules dimensionnellement cohérentes, ce qui évite toute erreur de principe
Par où commencer sur ce site
Si vous cherchez une notion précise, le dictionnaire alphabétique et la recherche par mot-clé restent les plus rapides. Si vous préférez un parcours thématique, utilisez la table des matières du menu de gauche : chaque grande rubrique (acoustique, cosmologie, électromagnétisme, mécanique, thermodynamique, etc.) mène à des sous-chapitres déjà ordonnés.
Les PDF du bandeau (constantes, dimensions, unités, particules, lois récapitulatives) servent de feuilles de référence hors ligne. Les liens internes entre grandeurs permettent souvent d'éviter un détour par un cours général, en passant d'une définition à une formulation voisine lorsque le sujet s'y prête.
En cas de doute sur une unité, reportez-vous d'abord aux tableaux des dimensions, puis revérifiez l'homogénéité des expressions affichées : le site s'appuie sur une convention unique (SI et compléments signalés dans chaque chapitre) pour limiter les mélanges avec des unités usuelles mais ambiguës. Un guide des unités SI et de l'homogénéité résume ces règles sur une page dédiée.
Notez enfin que cette étude des formules sur l'ensemble des chapitres de la physique met l'accent sur les points suivants :
-retour aux sources des définitions et des relations basiques strictes (trop souvent simplifiées jusqu'à les rendre hermétiques)
-éclairage de l'importance de l'angle, ce qui permet de bien distinguer les grandeurs liées à la translation et celles liées à la rotation (trop souvent confondues dans les formules archaïques).
-approche d'explication de la matière noire, cette arlésienne cosmologique moderne
-démêlage de la terminologie (trop multiple et redondante) concernant la lumière et l'électromagnétisme
-les similitudes (de formulations, langages et dimensions) entre diverses disciplines comme thermodynamique, gravitation, et électromagnétisme
Table des matières
POURQUOI la réalité des phénomènes est-elle bien décrite par des formules en Physique ?
Tout phénomène naturel peut être décrit par un langage formel et abstrait, c'est à dire un vocabulaire strict d'une part et une formulation mathématique d'autre part. Celà signifie deux choses :
-d'une part qu'il existe des relations permanentes entre les diverses grandeurs rencontrées en Physique et que ces relations sont de nature logique, stable et formelle
-d'autre part la nécessité qu'à la source de tout, l'univers lui-même soit fondamentalement rationnel, ce qui permet au cerveau humain (qui est un fruit de l'univers) d'être apte à représenter les phénomènes physiques avec des formules de mathématiques, strictement rationnelles.
COMMENT établit-on ces formules de Physique ?
Il faut respecter les mêmes bases logiques que celles du théâtre classique :
- une unité de lieu, dite isotropie (la loi physique est valable en tout lieu)
- une unité de temps (durée) dite causalité (la cause physique précède l’effet)
- une unité d’action, dite homogénéité (la loi physique est immuable, en particulier envers les unités de mesure avec lesquelles on la décrit, en tenant compte toutefois des référentiels dans lesquels elle est exprimée -relativité-)
Et alors, avec l'aide des mathématiques, on établit des formules de Physique - dénommées souvent règles -ou lois- universellement applicables et concrétisées par des relations entre diverses grandeurs (à travers les notions perçues par nos sens)
QUELLES SONT LES MATIERES CONCERNÉES ?
Tous les domaines de la Physique sont ici étudiés :
Les notions générales (et leur langage) définis au chapître Formules de physique générale
La gravitation avec :
Formules de physique en Cosmologie
Formules de physique en Mécanique générale
Formules de physique en Mécanique des fluides
Formules de physique en Résistance des matériaux
L'électricité, avec Formules de physique en Electromagnétisme
L'espace impliquant les phénomènes qui s'y développent, à travers les chapîtres :
Formules de physique pour les Phénomènes périodiques
Formules de physique pour les Rayonnements et leurs cas particuliers (Acoustique et Optique)
La chaleur exprimée dans la partie Formules de physique en Thermodynamique
Les réactions physico-chimiques vues au chapître Formules en Physique-Chimie
L'infiniment petit traité dans Formules de physique pour les Particules
COEXISTENCE
L'un des caractères particuliers des grandeurs physiques est une coexistence générale (une sorte de dualisme) entre deux familles de phénomènes:
-un groupe de phénomènes dits d'induction (charge, FLUX, champ, potentiel, débit, etc.) car ils expriment qu'une entité présente en lieu, peut induire (créer) une entité différente dans une autre zone de l'espace, dès lors qu'il y a échange possible d'énergie. Cette nouvelle entité crée sera dite d'excitation (ou induite) et pour l'étudier, on introduira également des grandeurs aux noms similaires à celles d'induction (tels charge, FLUX, champ, potentiel, débit, etc.)
Chacune des notions évoquées ci-dessus (inductrice ou induite) apparaît aussi usuellement sous ses versions linéique, surfacique, volumique, spatiale et temporelle, ce qui fait donc rencontrer de nombreuses grandeurs "cousines", mais ceci est nécessaire pour la bonne compréhension des phénomènes usuels
COHERENCE
Une grosse difficulté pratique de l'utilisation de formules en Physique est la cohérence des unités de mesure et l'homogénéité des dimensions. Tout doute disparaîtra cependant, dès lors que le lecteur suivra précisément les formules de physique ici signifiées en totale cohérence avec le seul système d'unité valide qui y est proposé (le système S.I.+)
LA FORMULE PHYSIQUE UNIVERSELLE (ou Loi universelle)
Les Physiciens souhaitent découvrir une formule physique universelle où tous les phénomènes seraient exprimés en référence à une même formulation condensée
Mais cette formule physique globale n'existe vraisemblablement pas, car elle se heurte à la difficile -et contradictoire- perception du TEMPS selon les divers chapîtres de la Physique :
La Relativité implique que la géométrie dépende du temps
La Mécanique quantique révèle la possible annihilation du temps (instantanéité de perception de phénomènes éloignés, par intrication)
La Thermodynamique implique une direction du temps (2° principe)
La Cosmologie propose des cas-limites pour le temps (sa naissance, au Big bang et sa déstructuration, dans les trous noirs)
Deux approches de LOI PHYSIQUE UNIVERSELLE existent cependant :
-la loi de Newton généralisée recouvrant les 4 interactions (gravité, électromagnétisme, forte, faible)
La loi de Einstein en cosmologie, qui est dérivée de la ci-avant Loi de Newton
Mais elle a l'élégance de s'exprimer en une agréable forme hyper-condensée >>> G = T
-la loi de symétries du modèle standard (SU3 X SU2 X U1), exprimant le comportement des particules