La physique du programme de sciences de la nature se joue en trois sessions et trois cours : la mécanique, l’électricité et le magnétisme, puis les ondes et la physique moderne. Beaucoup d’étudiants montréalais abordent le premier avec l’idée qu’il prolongera la physique du secondaire, et découvrent qu’il change de nature. Voici ce que contient chacun des trois cours, pourquoi ils déstabilisent, et comment s’y préparer.

Les trois cours en un coup d’œil

Le cours de mécanique, désigné par le code 203-NYA, ouvre la séquence. Le cours d’électricité et magnétisme, 203-NYB, suit en deuxième session. Le cours d’ondes et physique moderne, 203-NYC, la termine. Les trois sont exigés par la plupart des programmes de génie et de sciences physiques à l’Université McGill, à l’Université Concordia et dans les universités québécoises.

Mécanique 203-NYA : le cours qui change les habitudes

La mécanique reprend des sujets familiers, la cinématique et les forces, mais elle les traite avec des outils nouveaux : vecteurs systématiques, notation avec les vecteurs unitaires, dérivées et intégrales pour relier position, vitesse et accélération. C’est le premier cours où la physique et le calcul différentiel travaillent ensemble.

Le contenu couvre la cinématique, la dynamique de Newton, le travail et l’énergie, la quantité de mouvement, la rotation des corps rigides, l’équilibre statique et la gravitation. Deux chapitres surprennent régulièrement : la rotation, parce que le moment d’inertie n’a pas d’équivalent au secondaire, et le centre de masse, souvent découvert trop tard.

Pour travailler ces chapitres, la banque contient une série corrigée par chapitre : cinématique, dynamique et lois de Newton, travail, énergie et puissance, quantité de mouvement et collisions, rotation des corps rigides, équilibre statique et gravitation universelle. Un examen final blanc de trois heures reprend l’ensemble, avec des exercices qui croisent plusieurs chapitres sans annoncer la méthode, comme à l’examen réel.

Électricité et magnétisme 203-NYB : le cours le plus abstrait

C’est celui qui donne le plus de fil à retordre, pour une raison simple : on ne voit rien. En mécanique, on peut se représenter un bloc qui glisse. En électrostatique, il faut se représenter un champ, une notion inventée précisément parce qu’elle n’a pas d’image directe.

Le cours couvre la charge, le champ et le potentiel électriques, le théorème de Gauss, les circuits à courant continu, le magnétisme et l’induction, les sources du champ magnétique, puis les circuits RC, RL et RLC. Le régime sinusoïdal et le théorème de Gauss sont les deux points où l’écart se creuse entre les étudiants qui suivent et ceux qui décrochent.

Les séries correspondantes : charge, champ et potentiel, circuits à courant continu, magnétisme et induction, sources du champ magnétique et circuits RC, RL et RLC.

Ondes et physique moderne 203-NYC : deux cours en un

NYC juxtapose deux univers. La première moitié traite le mouvement harmonique simple, les ondes mécaniques, le son et l’optique. La seconde ouvre sur la relativité restreinte et la physique quantique. Le changement de registre en cours de session en déroute plus d’un.

Les séries : MHS et ondes mécaniques, le son et les ondes stationnaires, optique géométrique et instruments, l’optique ondulatoire et la physique moderne.

Les quatre erreurs qui coûtent le plus de points

  • Chercher la formule avant de faire le schéma. En physique au cégep, le schéma avec les forces, les axes et les signes est la moitié du travail. Les étudiants qui commencent par écrire une équation se trompent de signe une fois sur deux.
  • Traiter les vecteurs comme des nombres. Une somme de forces n’est pas une somme de valeurs. Tant que les composantes ne sont pas posées, aucun calcul n’est fiable.
  • Négliger les unités. Une analyse dimensionnelle rapide détecte la majorité des erreurs de manipulation, et elle prend dix secondes.
  • Réviser en relisant. La physique ne se relit pas, elle se refait. Un chapitre compris en lisant le corrigé n’est pas un chapitre acquis.

Comment s’y prendre concrètement

La méthode qui fonctionne tient en trois habitudes. D’abord, refaire les exercices du cours sans regarder la solution, quitte à rester bloqué quinze minutes : c’est ce blocage qui fait apprendre. Ensuite, tenir une fiche de méthode par chapitre, une page maximum, qui répond à la question « devant quel type d’énoncé est-ce que j’utilise cet outil ». Enfin, s’imposer des exercices de synthèse qui croisent les chapitres, car c’est exactement ce que font les examens finaux.

Les étudiants qui arrivent du lycée français ont un avantage sur le formalisme et un désavantage sur le rythme, qui est plus soutenu au cégep. Ceux qui viennent du secondaire québécois ont l’habitude du rythme mais découvrent le niveau d’abstraction.

Pour aller plus loin

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