Terminale Spécialité SPC python Python : les bases pour la physique chimie au lycée

Python : les bases pour la physique chimie au lycée

Il s’agit d’un survol ou d’un kit de survie pour aborder les applications concrètes qui vont suivre.

1-) Introduction

L’informatique est un domaine d’activité scientifique, technique et industriel concernant le traitement automatique de l’information par des machines qui exécutent des programmes informatiques.      

Le programme en binaire  est le langage compréhensible par la machine.

Le langage de haut niveau python a été crée en 1991 par Guido Van Rossum

.

Python est réputé être facile à apprendre concis et clair.C’est un langage open source ce qui signifie que sa licence respecte les critères :

  • Accès au code source
  • Créations de produit dérivés
  • Libre redistribution

Enfin, les nombreuses bibliothèques et packages développés par la communauté d’utilisateurs constituent un véritable avantage. On peut ainsi se lancer dans des projets sans devoir commencer à coder en partant de rien.

https://www.lebigdata.fr/pourquoi-apprendre-python

Guido Van Rossum : « Je n’imaginais pas que le langage informatique Python connaîtrait un tel succès »

https://www.lemonde.fr/pixels/article/2018/07/25/je-n-imaginais-pas-que-python-connaitrait-un-tel-succes_5335917_4408996.html

2-) Installation

Pour coder en python il vous faudra un  EDI (Environnement de Développement Intégré) ou IDE (Integrated développement environnement) 

Thonny est est un excellent IDE Python, en particulier pour les débutants.https://thonny.org/

Léger son installation est très facile et intègre une version récente de python.

http://yb-isn.fr/video-spe-phy/installthonny.mp4


REPL.it est une interface en ligne permettant de programmer en python. Elle est disponible à l’adresse suivante : https://repl.it/languages/python3 .

Pour les utilisateurs plus avancés l’utilisation de jupyter notebook est une alternative intéressante pour le partage et l’illustration du cours. Il est présent sur anaconda, winpython.


Avec collaboratory Il suffit d’une adresse gmail et du drive google associé. La vidéo ci-dessous (2’55) vous montre comment l’utiliser sans rien avoir à installer.

http://yb-isn.fr/video-spe-phy/colaboratory.mp4

3- ) Opérations mathématiques

Nous allons commencer par utiliser le mode commande (console de thonny ou console de replit).

Les 3 chevrons « >>> » représentent l’invite de commande .

Cela signifie que vous pouvez commencer à entrer une ligne de code puis entrée pour exécuter cette ligne. Vous obtenez à nouveau l’invite de commande pour taper une autre ligne.

Dans la console comme sur jupyter notebook il n’est pas nécessaire d’utiliser print() pour obtenir l’affichage

Tester les opérations ci-dessous dans la console de thonny ou de replit.

4) Les variables

Une variable est une étiquette permettant d’identifier une zone de la mémoire stockant une valeur qui lui a été affectée.

Une variable donnée à :

  • un type qui dépend de la nature de la valeur stockée (typage dynamique)
  • Une taille en mémoire (nombre de bit ou d’octets. Python gère la mémoire pour vous)
  • Le nom doit respecter certaines règles :

Ne commence pas par un chiffre

Lettres minuscules MAJUSCULES  underscore_ et chiffres

Les mots réservés ne sont pas autorisés (voir coloration synthaxique)

Nous allons étudier 3 types de variables : int , float , str

4-1) variable de type int

Une variable de type int permet de référencer des entiers naturels ou des entiers relatifs.

La taille n’est limitée que par la mémoire de la machine

4-2) variable de type float

On utilise le type float pour représenter les nombres réels. La précision est limitée même si elle est largement suffisante pour beaucoup d’usages.

4-3) variable de type str

Une variable référençant une chaîne de caractères est de type str

Pour enregistrer une chaine de caractères dans une variable il faut utiliser des guillemets (« ) ou des apostrophes (‘)

Si la chaîne comporte une apostrophe il faut utiliser des guillemets

4-4) variable de type bool

Variable booléenne qui ne peut prendre que deux états True ou False

5) Les Expressions booléennes et conditions

5-1) expressions booléennes

Pour tester si une condition est vraie ou fausse il faut utiliser des expressions booléennes avec des opérateurs de comparaison.

On peut écrire des expressions plus évoluées avec les opérateurs logiques and  et or

5-2) conditions

Structure conditionnelle if

test est une expression booléenne

l’instruction ou les instructions ne seront exécutées que si le résultat de l’expression booléenne est True.

La tabulation devant l’instruction est indispensable. On parle d’indentation.     

On peut ajouter un bloc d’instructions si la condition n’est pas vérifiée.

Avec elif on peut tester plusieurs instructions avant de passer à else (sinon)

6) Les boucles

La boule for

La boucle for permet de faire des itérations (répétitions) sur un élément, comme une chaine de caractères ou une liste. Le mot clef in vérifie l’appartenance d’un élément à une séquence.

La boucle while

En anglais  » while  » signifie « Tant que ». Pour créer une boucle , il faut donc utiliser ce mot clé suivi d’une indication qui dit quand la boucle s’arrête.

7) Les listes

Une liste est une structure de données qui contient une série de valeurs. Python autorise la construction de liste contenant des valeurs de types différents. Les éléments de la liste sont entre deux crochets et séparés par des virgules.

On peut appeler un élément d’une liste par sa position. Ce numéro est appelé indice (ou index) de la liste. Le premier élément possède l’indice 0

Les tableaux numpy ressemblent à des listes.

Il est très facile passer d’une liste à un tableau numpy et inversement

Les tableaux numpy permettent de faire des opérations bien plus intuitives en évitant les boucles.

7) Les fonctions

Une fonction est une suite d’instructions que l’on peut appeler avec un nom.

La syntaxe Python pour la définition d’une fonction est la suivante :

La fonction ne renvoie pas forcément une valeur.

#données
d_terre_lune = 384.4E6
rayon_terre = 6380E3
rayon_lune = 1737E3
masse_terre = 5.98E24
masse_lune = 7.34E22
G = 6.67E-11

#calcul du champ de pesanteur g
def champ_pesanteur(rayon_planete,masse_planete,rayon_trajectoire):
    if rayon_trajectoire >= rayon_planete:
        g=G*masse_planete/(rayon_trajectoire**2)
        return g
    else :
        print("calcul impossible")

# à vous de tester la fonction

Related Post