Département de Matériaux et Développement Durable

Mécanique Analytique

Course ID
UEF 3
Campus
La Faculté Centrale
Level
Licence
Semester
Semestre 3
Credit
6
Method
Cours, TD

Objectifs de l’enseignement:

La connaissance des fondements de la mécanique classique, que ce soit à l’échelle du point matériel (mécanique du point) ou à l’échelle du solide (mécanique du solide), par l’enseignement des formalismes de Lagrange et d’Hamilton.

Connaissances préalables recommandées:

Il est recommandé de maîtriser les matières « Physique 1 & 2 » enseignées  en 1ère  année Sciences de la Matière.

Contenu de la matière :

Chapitre 1 : Rappels de mécanique classique

Cinématique d’une particule. Dynamique d’une particule. Travail et énergie. Systèmes à N particules et forces extérieures. Degrés de liberté.

Chapitre 2 : Formalisme de Lagrange

Coordonnées   généralisées.    Variation    fonctionnelle.   Le    Lagrangien.   Coordonnées curvilignes. Contraintes holonomes et non holonomes.

Applications : Particule dans un champ gravitationnel, particule liée à un ressort, problème à deux corps, le potentiel central.

Chapitre 3 : Formalisme de Hamilton

Transformation de Legendre. L’Hamiltonien. Variables canoniques et crochets de Poisson. Moments généralisés. Transformations canoniques. La méthode de Hamilton-Jacobi. L’espace des phases. Variables angle-action et fonction génératrice. Systèmes intégrables. Chapitre 4 : Mouvement d’un solide indéformable

Degrés de liberté d’un solide. Energie cinétique. Axes principaux et tenseur d’inertie. Moment cinétique d’un solide. Approche vectorielle et équations d’Euler. Approche Lagrangienne et angles d’Euler. Toupie symétrique

Chapitre 5 : Mécanique Lagrangienne des milieux continus

Le passage à la limite continue. Théorie classique des champs. Equations d’Euler- Lagrange du champ.

Chapitre 6 : Théorème de Liouville. Equation de Hamilton-Jacobi.

 Mode d’évaluation :

Continu : 33% Examen : 67%

Références  (Livres et polycopiés, sites internet, etc) :

  • CHARLIER, A. BERARD, M. CHARLIER, Mécanique Analytique – Du cours aux travaux dirigés, Ed. Ellipses, (1989).
  • LANDAU et LIFCHITZ,  Mécanique,  Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris)
  • BOUCIF, Introduction à la mécanique analytique, De Boeck, Bruxelles, (2012)
  • TAYLOR, Mécanique classique, Ellipses, Paris, (2007)
  • MARTIN-ROBINE, Histoire du principe de moindre action, Vuibert, Paris, (2006)
  • GOLDSTEIN et al, Classical mechanics, 3rd Ed, Addison-Wesley (USA), (2001).