physique : électricité, oscillateur mécanique : Ceerrf 2010

Analyse dimensionnelle.
Une particule de masse m et de charge q est accélérée sous une tension électrique U. 
Elle est alors placée dans une région de l'espace où règne un champ magnétique B. 
La trajectoire de la particule est circulaire de rayon R = 1/ B (2mU/|q| )^½.
Question : 
En fonction des unités de base, la tension électrique U s'exprime en :
m² kg s^-3 A^-1 ;
m² kg² s^-3 A^-1 ;
m kg s^-3 A^-1 ;
m² kg s^-3 A^-2 ;
m² kg s^-2 A^-2 ;
aucune réponse exacte.





Dipole LC :
Un condensateur de capacité C = 0,10 µF est chargé sous une tension U =50V. On le déconnecte de ce générateur et on le relie à la date t=0 à une bobine idéale d'inductance L = 100 mH.
Question : 
On peut affirmer que :
A- On observe des oscillations électriques libres non amorties. 
B- La fréquence propre des oscillations est de l'ordre de 1,7 kHz.
C- L'énergie stockée par le condensateur en fin de charge est 12,5 µJ. 
D- A la date t=0⁺, l'intensité dans le circuit est maximale. 
E- Dans le circuit LC, la charge à pour expression q(t) = U cos((LC)^-½t). 


Dipole électrique linéaire.
La caractéristique intensité tension d'un dipole électrique linéaire passe par
les deux points de fonctionnement A ( 300 mA ; 14 V) et B ( 1,5 A ; 2,0 V).
Question : 
On peut affirmer que :
A- ce dipole est à classer dans la catégorie des récepteurs.
B- La loi de fonctionnement de ce dipole est de la forme I = a U + b avec a>0 et b>0.
C- Lorsqu'il fonctionne au maximum de sa puissance ce dipole délivre une intensité de 850  mA.
D- Si U = 10 V alors I = 1,0 A.
E- Ce dipole dissipe par effet joule, une puissance du type rI²t.


Charge d'un condensateur à intensité constante.
Le condensateur initialement déchargé est chargé à intensité constante I= 10 µA.
Question : 
On peut affirmer que :
A- La tension aux bornes du condensateur a pour expression u(t) = E(1-exp(-t/t)). 
B- Les armatures du condensateur chargé portent des charges de mêmes valeur.
C- Si au bout de 10 s, u(t) = 20 V alors C = 5,0 µF.
D- Si on double le temps de charge, la tension aux bornes du condensateur double.
E- Si on double le temps de charge, l'énergie stockée dans le condensateur double.


Oscillateur élastique horizontal sinusoïdal.
Pulsation w = 1,0 rad/s.
Quand x = 1,0 cm on mesure une vitesse v_x =3,0 cm/s.
Question : 
Evaluer l'amplitude X_m ( cm) du mouvement :
7,6 ;
6,5 ;
5,4 ;
4,3 ;
3,2 



correction fixe 

correction chimix 

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Lentille mince equiconvexe :Ceerrf 2010

Question : On considère une lentille mince convergente de distance focale f' inconnue.
-Faire le schéma avec la lentille, un objet AB situé à gauche de la lentille ( AO = 1,5 f')  et l'image A'B'. 
Justifier le tracé de trois rayons.
-Retrouver les formules du grandissement et de conjugaison de Descartes.



Question : A l'aide d'un banc d'optique, d'un objet représenté par une lettre d, de la lentille précédente et d'un écran, on a obtenu la série de mesures suivantes :
(La mesure algébrique de OA est notée p ; la mesure algébrique de OA' est notée p'.)

p (cm)	-100	-60	-50	-40	-35	-30	-25	+20	30	50
p'(cm)	11,1	12,0	12,5	13,3	14,0	15,0	16,7	6,7	7,5	8,3

-Pour plusieurs des mesures précédentes,il a fallu une lentille auxiliaire. Lesquelles et pourquoi ?

Question :  Deux points sont représentés sur cette courbe avec leurs coordonnées.

-Cette courbe est-elle en accord avec la loi de conjugaison de Descartes ? Justifier.
-Déterminer à partir de la courbe la vergence puis la distance focale de la lentille.


Question :  
Cette lentille est équiconvexe.
La forme est-elle cohérente avec la nature de cette lentille ?




Question : 

La vergence d'une lentille mince peut se calculer en appliquant la formule suivante :
Les grandeurs écrites en bleu et en gras sont algébriques.
C = (n-1) [1/ S₁C₁ -1/S₂C₂] 
où n est l'indice de réfraction du milieu transparent constituant la lentille et SC le rayon de courbure des dioptres d'entrée ou de sortie de la lentille.



-Déterminer S₁C₁ et S₂C₂ pour la lentille, sachant que le milieu transparent est du verre d'indice n=1,5.



Question : Un objectif photographique est assimilé à la lentille convergent L.

-Déterminer l'expression et la valeur numérique de la hauteur H' sur la pellicule d'un arbre de hauteur H = 15 m, situé à une distance d = 50 m de la face d'entrée de l'objectif.
-Indiquer quel est l'encombrement minimal ( distance  entre la face d'entrée de l'objectif et la pellicule) du dispositif dans ces conditions.





correction chimix 
correction fixe 

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