Ordres de grandeur utiles Flashcards
Fréquences perçues par l’oreille humaine
20 Hz
fréquence du La musical
440 Hz
Vitesse du son dans l’air à 20°C
c = 340 m.s-1
Fréquence des infrasons
f < 20Hz
Fréquence des ultrasons
f > 20 kHz
vitesse du son dans l’eau
c = 1400 m.s-1
Vitesse du son dans les solides
c = 3000 à 5000 m.s-1
Fréqunce et longueur d’onde du secteur domestique
f = 50 Hz ( λ = 6000 km )
Fréquence et longueur d’onde électrocinétique GBF en TP
f < 100 kHz ( λ > 3km )
Fréquence et longueur d’onde des ondes hertziennes pour radio FM
f = 100 MHz ( λ = 3 m )
Fréquences et longueur d’onde de la lumière et de la vision humaine
f = 1014 à 1015 Hz ( 0.4 µm < λ < 0.8 µm )
Longueur d’onde des infrarouges
λ > 0.8 µm
Longueur d’onde des ultraviolet
λ < 0.4 µm
Célérité de la lumière dans le vide
c = 3,0.108 m.s-1
Constante de Planck
h = 6,62.10-34 J.s
Longueur d’onde (visible)
400 nm < λ > 800 nm
Fréquence (visible)
4.1014 Hz < v=c/l < 8.1014 Hz
Enérgie du photon (visible)
1,5 eV < E = hv < 3 eV
Pouvoir séparateur
ε = 1’ = 3.10-4 rad
( soit 1 mm à 1 m dedistance )
Profondeur de champ d’un oeil normal
PP = 25 cm ; PR = ∝
Indice de réfranction dans le vide
n = 1
Indice de réfraction de l’air
n = 1.00029 ( n-1 = 3.10-4 )
Indice de réfraction de l’eau
n = 1.33
Indice de réfraction d’un verre ordinaire
n = 1.5
Indice de réfraction du flint
n = 1.8
C’est un type de verre utilisé en optique (opposé à verre crown)
Distance focale d’une lentille convergente
f’ = 10 / 20 ou 50 cm
Distance focale d’une lentille divergente
f’ = - 10 cm
Précision du goniomètre
1 minute d’arc = 2,9.10-4 rad
Constante de Boltzmann
KB = 1,38.10-23J.K-1
Charge de l’électron
- e avec e = 1,6.10-19 C
Masse de l’électron
me = 0,91.10-30 kg
(mc2 = 0,51 MeV )
Charge du proton
e = 1,6.10-19 C
Charge du neutron
0
Masse du proton ~ Masse du neutron
M = 1,67.10-27 kg ~ 1840 me
(Mc² = 940 MeV )
Valeur de l’électron volt
1 eV = 1,60.10-19 J
Longueur d’onde et énergie du photon en infrarouge
λ > 0.8 µm ; E ~ 0,1 eV (< 1,5 eV)
Longueur d’onde et énergie du photon en lumière visible
0.4 µm < λ < 0.8 µm ; E ~ 1 eV
(1.5 eV < E < 3 eV )
Longueur d’onde et énergie du photon en ultraviolet
λ < 0.4 µm ; E ~ 10 eV ( > 3 eV )
Longueur d’onde et énergie du photon en rayons X
10-12 m < λ < 10-8 m ; E ~ 10 keV
Résistance
R ~ 1 à 10 kΩ
Inductance d’une bobine
L ~ 10 mH
Capacité d’un condensateur
C ~ 1 nF à 1 µF
Constante de temps du dipôle RC
T = RC
R = 1 kΩ, C = 0,1 µF
T = 0,1 ms
Constante de temps du dipôle RL
T = L/R
R = 1 kΩ, L = 10 mH
T = 10 µs
Fréquenxe d’oscillation d’un dipôle LC
f0 = 1/2π√(LC)
L ~ 10 mH, C ~ 0,1 µF
f0 ~ 5 kHz
Fréquence propre d’un RLC
L ~ 10 mH, C ~ 0,1 µF
f0 = 1/2π√(LC) ~ 5 kHz
Facteur de qualité ( R ~ 50 Ω du générateur )
RLC série
Q = Lω0/R ~ 5
Bande passante résonance d’intensité
Δf = f0 / Q ~ 1 kHz
Diode idéale : tension de seuil :
” résistance” : Diode bloquée / conductrice
VS = 0
Bloquée R = ∞
Passante Rdynamique = 0
Diode réelle : tension de seuil :
” résistance” : diode bloquée / conductrice
VS ~ 0,6 V
Bloquée R ~ 109 Ω
Passante Rdyn. ~ 100 Ω
Résistance de sortie d’un générateur BF
RS ~ 50 Ω
Fréquence maximale d’utilisation d’un GBF en TP
f ~ 100 kHz à 1 MHz
Qu’est ce qu’une diode ?
La diode est un composant électronique. C’est un dipôle non-linéaire et polarisé (ou non-symétrique). Le sens de branchement de la diode a donc une importance sur le fonctionnement du circuit électronique.
Sans précision ce mot désigne un dipôle qui ne laisse passer le courant électrique que dans un sens. Ce dipôle est appelé diode de redressement lorsqu’il est utilisé pour réaliser les redresseurs qui permettent de transformer le courant alternatif en courant unidirectionnel.
Constante de gravitation
G = 6,67.10-11 N.m².kg-2
Accélération de la pesanteur terrestre
g = 9,81 m.s-2
Jour solaire moyen
Tm = 1 jour = 24h = 86400 s
Jour sidéral
Ts = 23 h 56 min 04 s = 86164 s
Vitesse de rotation propre
ω = 2π/Ts = 7,3.10-5 rad.s-1
Rayon (périmètre) de la Terre dans le modèle sphérique
RT = 6370 km ~ 6,4.103 km (~40 000 km)
Masse de la Terre
MT = 6,0.1024 kg
Champ de gravitation à la surface de la Terre (modèle sphérique)
A0 = GMT/RT² ~ g0 ~ 9,81 m.s-2
Masse volumique moyenne (modèle sphérique)
ρT = 3 MT / 4πRT3 ~ 5 g.cm-3 = 5.103 kg.m-3
Altitude d’un satellite géostationnaire
h ~ 36 000 km
Vitesse de libération à partir du sol
vl = √(GMT / RT) ~ 11,2 km.s-1
Vitesse et période d’un satellite de basse altitude
De l’ordre de 8 km.s-1 et 1 h 30
Rayon de l’orbite de la Terre = Distance Terre-Soleil
1 unité astronomique = dST ~ 150 millions de km
Période de révolution de la Terre autours du Soleil
1 année = A = 365,25 jours
Vitesse moyenne de la Terre sur son orbite
v0 ~ 2π dST / A ~ 30 km.s-1
Age de la Terre
Environ 4,5 milliards d’années
Lunaison (période entre deux pleines lunes)
L = 29,5 jours
Période orbitale = période de rotation propre
TL = 27,3 jours
1/TL = 1/L + 1/A
Distance Terre-Lune
dTL = 380 000 km
( TL² /dTL3 = 4π²/GMT )
Masse de la Lune
ML ~ MT / 81 ~ 7,4.1022 kg
Champ de gravitation à la surface de la lune (modèle sphérique)
g0L = GML /RL² ~ g0/6 ~ 1,7 m.s-2
Diamètre apparent de la Lune
αL = 32’ ~ 0,5°
Distance Terre-Soleil
dST ~ 150.106 km
soit 8 min 20 s pour la lumière
Masse du Soleil
MS ~ 2,0.1030 kg
(A² /dST3 = 4π² / GMS )
Rayon du Soleil
RS ~ 700 000 km
Diamètre apparent du Soleil
αS = αL = 32’ ~ 0,5°
αS = 2RS/dST
Température au centre du Soleil
Tc ~ 15 millions de K
Température à la surface du Soleil
TS ~ 5700 K
Puissance rayonnée du soleil
PS= 4.1026 W
Age de l’Univers
~ 15 milliards d’années
Permittivité diélectrique du vite
Ɛ0= 8,85.10-15 F.m-1
1/4πƐ0 = 9,0.109 F-1.m
Constante des gaz parfaits
R = 8,31 J.K-1.mol-1
Constante d’Avogadro
NA= 6,02.1023 mol-1
Constante de Boltzmann
kB = R/Na = 1,38.10-23 J.K-1
Masse molaire de l’air
M = 29 g.mol-1
Masse volumique de l’air
( à 20°C sous 1 bar )
Modèle G.P. : ρ = MP/RT ~ 1,2 kg.m-3
Volume molaire de l’air
( à 20°C sous 1 bar )
Modèle G.P. : Vm = RT/P ~ 24 L.mol-1
Densité particuliaire de l’air
(à 20°C sous 1 bar )
n = P / kBT ~ 2,5.1025 m-3
Température dans l’air atmosphérique
z < 10 km, T(z) = T0 - a z
avec a = 6,5°C/Km
Masse molaire de l’eau
M = 18 g.mol-1
Masse volumique de l’eau
ρ = 103 kg.m-3
Densité moléculaire de l’eau
n* = ρNa/M ~ 1028 m-3
Prix du m3 d’eau
(hors abonnement)
Environ 3€ TTC
(Cela dépend du lieu)
Pression atmosphérique au sol P0
(valeur moyenne)
1 atm = 1,013.105 Pa = 1,013 bar
( 1 mbar = 1 hPa )
Hauteur de mercure (ρHg= 13,6 g.cm-3)
hauteur de l’eau
P0 = ρgh ⇒ hHg =760 mm
heau ~ 10m
Pression d’une dépression; d’un anticyclone
~ 990 hPa ou moins; ~1030 hPa ou plus
Hauteur d’échelle dans l’air
(atmosphère isotherme à 20°C)
P(z) = P0e-z/h
avec h = RT/Mg = 8,6 km
Augmentation de pression dans l’air
1 bar tous les 10 m de profondeur
Vitesse quadratique moyenne de l’air ( à 20°C )
u = √(3RT/M) ~ 500 m.s-1
Libre parcours moyen de l’air
l ~ 0,1 µm
Durée moyenne entre deux chocs
(L’air modèle GP diatomique )
T ~ l / u ~ 2.10-10 s
Capacité thermique molaire à pression constante
CPm = 7R / 2 = 29 J.K-1.mol-1
Capacité thermique molaire à volume constant
CVm= 5R / 2 = 21 J.K-1.mol-1
Capacité thermique massique à pression constante
cp = 1,0 kJ.K-1.kg-1
Rapport des capacités thermiques
γ = Cp / Cv = cp / cv ~ 1,4
Capacité thermique de l’eau liquide
c = 4,18 kJ.kg-1.K-1
Masse volumique de la glace
ρg = 0,92.103 kg.m-3
Capacité thermique de la glace
c = 2,1 kJ.kg-1.K-1
Qu’est ce que l’enthalpie ?
La fonction enthalpie correspond à l’énergie totale d’un système thermodynamique. Elle comprend l’énergie interne qui est l’énergie nécessaire pour créer le système, à laquelle est additionné le travail que ce système doit exercer contre la pression extérieure pour occuper son volume.
L’enthalpie est un potentiel thermodynamique. Il s’agit d’une fonction d’état qui est une grandeur extensive. L’unité de mesure de l’enthalpie dans le système international d’unités (SI) est le joule, même si d’autres unités historiques sont encore parfois en usage
Enthalpie massique de fusion de la glace à 0°C
lf = Δhf = 334 kJ.kg-1
Enthalpie massique de vaporisation de l’eau à 100°C
lv = Δhv = 2260 kJ.kg-1
Masse volumique et capacité thermique de la vapeur
( 100°C, 1 bar )
ρv = 0,59 kg.m-3
cp = 2,0 kJ.kg-1.K-1
Point triple
TT = 273,16 K = 0,01°C
PT ~ 6.10-3 bar
Point critique
Tc ~ 374°C
Pc ~ 220 atm
Perméabilité magnétique du vide
µ0 = 4π.10-7 H.m-1
Quel est le champ magnétique à 1 cm d’un fil parcouru par un courant de 1 A ?
B = µ0I / 2πr = 2.10-5 T
Composante horizontale du champ magnétique terrestre
B = 2.10-5 T
Quel est le champ magnétique d’un rasoir électrique à 1 cm ?
B ~ 800 µT
Quel est le champ magnétique d’un sèche-cheveux à 15 cm
B ~ 30 µT = 3.10-5 T ~ BTerre
Quel est le champ magnétique d’un micro onde (ou aspirateur, télé, machine à laver ..) à 1 m ?
B ~ 0,1 à 1 µT
Quel est le champ magnétique d’un appareil de type IRM
( champ statique )
B ~ 0,5 à 3 T
Quel est le moment magnétique de l’électron autour du proton
( magnéton de Bohr µB = eℏ / 2m )
µB = 0,92.10-23 A.m²
Quel est le moment magnétique d’un aimant usuel ?
M(beau gosse) ~ 0,1 à 10 A.m²
Quel est le moment magnétique de la Terre ?
M(beau gosse)= 8,3.1022 A.m²
