cinématique statique Poitiers 1999

 regarder poitiers 2000

 correction fixe
 correction chimix



Terre et soleil
On donne c = 3 10⁸ m/s ; distance Terre-Soleil ~ 150 10⁶ km.  

Quelle proposition est vraie ?

- la vitesse du son dans l'air à 25°C est 340 km/s ( 340 m/s)
- la masse d'un électron est environ 10^-40 kg ( 10^-30 kg)
- le rayon de la Terre est de l'ordre de 4 10¹⁰ mm (4 10¹⁰ mm = 4 10⁷ m =4 10⁴ km : le rayon de la Terre est de l'ordre de 6400 km )
- il faut environ 8 min à la lumière émise par le soleil pour parvenir à la Terre
( 150 10⁹ / 3 10⁸ = 500 s ~8,3 min) Vrai.
- l'accélération de la pesanteur sur la Lune est 60 fois plus faible que sur la Terre ( 6 fois plus faible que sur Terre).

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POINT mobile

Les coordonnées du vecteur position et du vecteur vitesse d'un mobile ponctuel 
aux dates t₁ = 2s, t₂ =4 s et t₃ = 5 s sont les suivantes :
à 2 s on a x=4    ;x' =4 ; y=8    ; y'= 8   ;z= 0    ;z'=   0   
à 4 s on a x=16    ;x' =8 ; y=32   ; y'= 16   ;z= 0    ;z'=   0   
à 5s on a x=25    ;x' =10 ; y=50    ; y'= 20   ;z= 0    ;z'=   0 

A la date t=0, x₀=y₀=z₀=0. 




Ces données sont compatibles avec certaines des hypothèses suivantes,  
précisez lesquelles :
- le mouvement est plan
- le mouvement est rectiligne
- le mouvement est uniforme
- les coordonnées de l'accélération sont a_x=2 m s^-2 ; a_y =2 m s^-2 ; a_z = 0.
- à la date t=0 les composantes de la vitesses sont nulles. 


Un mobile ponctuel M se déplace dans un plan muni d'un repère d'espace orthonormé ( O, i, j) 
(Les vecteurs sont écrits en gras et en bleu)
A chaque instant t OM = (t+2) i + (3t²+5t) j.
Ces données sont compatibles avec certaines des hypothèses suivantes,  

précisez lesquelles :

- le mobile a un mouvement rectiligne et uniformément varié
- le mobile a une trajectoire parabolique
- le vecteur vitesse du mobile est constant
- le vecteur accélération du mobile est constant
- à l'instant t=0, initial, le vecteur vitesse est : v₀ = i.

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 Décomposition de forces :

On décompose une force F en deux composantes F₁ et F₂ .

a =30 ° ; ß = 45° ; norme de F = 10 N.

Dans ces conditions, les intensités F₁ et F₂ des forces sont :

F₁ = F₂ = 5 N ;
F₁ =8,3 N, F₂ = 6,2 N ;  

F₁ =7,3 N, F₂ = 5,2 N ;

F₁ =7,3 N, F₂ = 8,3 N ;
F₁ =8,3 N, F₂ = 5,2 N.

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 Terre et satellite

Dans le référentiel géocentrique supposé galiléen, un satellite de la terre décrit une orbite circulaire de rayon R.
- la norme de sa vitesse est constante
- son accélération est nulle
- sa période de révolution est proportionnelle au rayon
- si le satellite est géostationnaire, sa vitesse est nulle
- on pourrait placer un satellite de vitesse différente sur la même orbite.



La période de rotation de la Terre dans un référentiel géocentrique vaut 86164 s. 
La Terre est supposée sphérique et de rayon R = 6370 km.

L'accélération d'un point de la Terre de latitude 45° vaut :

2,39 10^-2 m s^-2 ; 
3,38 10^-2 m s^-2 ; 
1,69 10^-2 m s^-2 ; 
2,39 cm s^-2 ; 
3,38 cm s^-2 ;

L'intensité de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune vaut 1,98 10²⁶ N. 
La masse de la Terre vaut environ 80 fois la masse de la Lune.
Le rayon terrestre est 3,66 fois celui de la Lune.

L'intensité de la force gravitationnelle exercée par la Lune sur la Terre vaut donc :

1,84 10²³ N ; 2,48 10²⁴ N ; 1,48 10²⁵ N ; 5,41 10²⁵ N ; 1,98 10²⁶ N

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corrigé fixe

gravitation et satellite

Au cours de son exploration du système solaire, une sonde Voyager, de masse M = 2l00 kg, s'est approchée d'une planète notée A.
On a mesuré à deux altitudes différentes comptées à partir du sol de cette planète la force de gravitation exercée par celle-ci sur la sonde soit:
z₁ = 8 499 km donne F₁ =13 236,51 N
altitude z₂ = 250 000 km donne F2 =189,25 N

Données : masse de la Terre: M_T = 5,98. 10²⁴ kg ;
C^te de gravitation K= 6,67. 10^-11
Masses des planètes du système solaire: (la masse de la Terre étant prise égale à l'unité)
Terre 1
Mercure 0,056
Vénus 0,817
Mars 0,11 Jupiter 318 Saturne 95,2 Uranus 14,6 Neptune 17 Lune 0,012

Parmi les unités écrites ci-dessous, laquelle convient pour exprimer le champ de gravitation?

N / m ; m . s² ; m / s ; N / kg ; kg / N ; kg / m² ; kg / m² ; m² / s² ; kg /m

Calculer le diamètre moyen de la planète A.(unité: 10³ km)

50,5 ; 48,6 ; 12,1 ; 6,77 ; 138 ; 11,4 ; 4,88 ; 3,48

Quelle est l'intensité du champ de gravitation au niveau du sol de la planète A? (unité S.I)

1,66 ; 3,78 ; 8,62 ; 22,93 ; 11,48 ; 9,05 ; 7,84 ; 2,57

Quel est le nom de la planète A?

mercure ; vénus ; lune ; jupiter ; saturne ; mars ; uranus ; neptune

La planète A possède un satellite de rayon R =1350 km dont la période de révolution autour de A (sur une trajectoire supposée circulaire) vaut T_S = 5 j 2l h 03 min.

calculer la distance séparant le centre du satellite au centre de la planète A (unité 10³ km)

18,8 ; 188 ; 353,8 ; 419,7 ; 253,8 ; 92,6 ; 543,6 ; 612,5

QCM mécanique : cinématique, chaleur Poitiers 1999

On donne c = 3 108 m/s ; distance Terre-Soleil ~ 150 106 km.
Question : Quelle proposition est vraie ?

- la vitesse du son dans l'air à 25°C est 340 km/s

- la masse d'un électron est environ 10-40 kg

- le rayon de la Terre est de l'ordre de 4 1010 mm

- il faut environ 8 min à la lumière émise par le soleil pour parvenir à la Terre

- l'accélération de la pesanteur sur la Lune est 60 fois plus faible que sur la Terre

Un vase calorimétrique, très bien isolé contient de l'eau à 30 °C. 
La capacité thermique de l'ensemble ( eau + vase ) est 1250 J K-1. 
On introduit dans ce calorimètre 120 g de glace à -20 °C. 
La capacité thermique massique de la glace est 2100 J kg-1 K-1. 
La chaleur latente de fusion de la glace est 335 kJ kg-1.

Question : Lorsque l'équilibre thermique est atteint, le calorimètre contient :

- uniquement de la glace à une température inférieure à 0°C

- un mélange eau + glace à 0°C

- uniquement de la glace à 0°C

- uniquement de l'eau liquide à 0°C

- uniquement de l'eau liquide à une température supérieure à 0°C.



Les coordonnées du vecteur position et du vecteur vitesse d'un mobile ponctuel aux dates t1 = 2s, t2 =4 s et t3 = 5 s sont les suivantes :

date t(s)	position (m)	vitesse (m s-1)
2	x=4	x'=4
	y=8	y'=8
	z=0	z'=0
4	x=16	x'=8
	y=32	y'=16
	z=0	z'=0
5	x=25	x'=10
	y=50	y'=20
	z=0	z'=0

A la date t=0, x₀=y₀=z₀=0. 
Question : Ces données sont compatibles avec certaines des hypothèses suivantes, précisez lesquelles :

- le mouvement est plan
- le mouvement est rectiligne
- le mouvement est uniforme
- les coordonnées de l'accélération sont ax=2 m s-2 ; ay =2 m s-2 ; az = 0.
- à la date t=0 les composantes de la vitesses sont nulles.




Un mobile ponctuel M se déplace dans un plan muni d'un repère d'espace orthonormé ( O, i, j)

(Les vecteurs sont écrits en gras et en bleu)


A chaque instant t OM = (t+2) i + (3t²+5t) j.


Question : Ces données sont compatibles avec certaines des hypothèses suivantes, précisez lesquelles :

- le mobile a un mouvement rectiligne et uniformément varié

- le mobile a une trajectoire parabolique

- le vecteur vitesse du mobile est constant

- le vecteur accélération du mobile est constant

- à l'instant t=0, initial, le vecteur vitesse est : v0 = i.



On décompose une force F en deux composantes F1 et F2 .

a =30 ° ; ß = 45° ; norme de F = 10 N.

Question : Dans ces conditions, les intensités F1 et F2 des forces sont :

F1 = F2 = 5 N ;
F1 =8,3 N, F2 = 6,2 N ;
F1 =7,3 N, F2 = 5,2 N ;
F1 =7,3 N, F2 = 8,3 N ;
F1 =8,3 N, F2 = 5,2 N.


Question : Dans le référentiel géocentrique supposé galiléen, un satellite de la terre décrit une orbite circulaire de rayon R.

- la norme de sa vitesse est constante

- son accélération est nulle

- sa période de révolution est proportionnelle au rayon

- si le satellite est géostationnaire, sa vitesse est nulle

- on pourrait placer un satellite de vitesse différente sur la même orbite.

Question : La période de rotation de la Terre dans un référentiel géocentrique vaut 86164 s. 
La Terre est supposée sphérique et de rayon R = 6370 km.

L'accélération d'un point de la Terre de latitude 45° vaut :

2,39 10-2 m s-2 ;
3,38 10-2 m s-2 ;
1,69 10-2 m s-2 ;
2,39 cm s-2 ;
3,38 cm s-2 ;

Question : L'intensité de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune vaut 1,98 1026 N. La masse de la Terre vaut environ 80 fois la masse de la Lune.
Le rayon terrestre est 3,66 fois celui de la Lune.
L'intensité de la force gravitationnelle exercée par la Lune sur la Terre vaut donc :

1,84 1023 N ;
2,48 1024 N ;
1,48 1025 N ;
5,41 1025 N ;
1,98 1026 N;


Question : Un automobiliste parcourt 400 m en 16,8 s, départ arrêté.
Son accélération supposée constante vaut :
2,8 m s-2 ;
1,4 m s-2 ;
23,8 m s-2 ;
25 m s-2 ;
12 m s-2 .


Un solide de masse M inconnue est immobile sur un banc à coussin d'air horizontal. 
Lorsqu'on le soumet à une force constante F parallèle au ban, il parcourt une distance d =4 m en une durée t = 17,5 s.
Un second solide, de masse M' =25 kg, est placé dans les mêmes conditions. Soumis à la même force il parcourt une distance d'=3 m en une durée t' = 27,6 s.
Question : Calculer la valeur de M.
2,21 kg ;
7,54 kg ;
1,32 kg ;
4,31 kg ;
1,52 kg.


 Un pendule est constitué d'une petite bille assimilable à un point matériel de masse m = 200 g, reliée à un point O fixe par un fil inextensible de masse négligeable et de longueur L = 30 cm. Le pendule abandonné sans vitesse initiale avec un angle a0 = 30 °, oscille dans un plan vertical passant par le point O.

Question :Quel est l'angle entre le fil et la verticale quand la vitesse angulaire vaut 2,8 rad/s ?

0,18 rad ;
0,67 rad ;
2,42 rad ;
9,6 rad ;
10,4 rad


Question :A l'instant t = 0,5 s, la vitesse du mobile est : 
0 m s-1 ;
-0,27 m s-1 ;
+0,27 m s-1.


correction fixe
correction Chimix

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Bobines condensateurs poitiers 2000

concours kiné Poitiers 2000


QUESTION V/F
bobine inductive

-Le phénomène d'auto-induction ne peut apparaître que dans des circuits comportant une bobine parcourue par des courants constants
-Aux bornes d'une bobine, la f.é.m d'auto-induction est proportionnelle à l'intensité du courant
-Dans un circuit inductif parcouru par un courant dont l'intensité augmente linéairement en fonction du temps, la f.é.m qui s'établit au niveau de la bobine tend à s'opposer à cette augmentation
-La f.é.m d'auto-induction e, aux bornes d'une bobine est toujours une grandeur constante
-Pour une bobine parcourue par un courant variable, l'énergie emmagasinée garde une valeur constante

QUESTION V/F
Un condensateur de capacité C=5 microfarads chargé sous une tension U =6V, se décharge à travers une bobine résistive, d'inductance L, avec des oscillations électriques figurées ci-dessous. Uc(t) représente la tension instantanée aux bornes du condensateur.

-L'inductance de la bobine est 81 mH
-l'énergie perdue pendant la première oscillation est -2,75 microjoules
-l'énergie perdue pendant la première oscillation est -27,5 microjoules
-L'inductance de la bobine est 8,1 mH
-l'énergie perdue pendant la première oscillation est -275 microjoules

QUESTION V/F

Pour un circuit RLC
-Un tel circuit est caractérisé par sa pulsation propre et son facteur de qualité Q= Lw/R= 1/(CwR) qui est un nombre sans dimension
-A la résonance, la tension aux bornes du condensateur ou de la bobine est supérieure ou égale à la tension totale, en valeur efficace, aux bornes du circuit
-Pour un dipôle RLC série en régime forcé, les oscillations électriques ont obligatoirement pour fréquence, la fréquence propre du circuit
-Les oscillations sont libres si aucun générateur (dipôle actif) n'en fait partie
-En général les oscillations électriques libres du circuit sont amorties à cause de la présence de la résistance électrique

QUESTION V/FUne bobine d'inductance L=50 mH et de résistance r=2 ohms est parcourue par un courant dont l'intensité varie au cours du temps selon la loi représentée ci dessous

L'expression de la tension aux bornes de la bobine en fonction du temps est :

-U=2 i si t compris entre 40 et 60 ms
-U=0,2 V si t compris entre 20 et 40 ms
-U=0 si t compris entre 20 et 40 ms et si t compris entre 60 et 80 ms
-U=2 i = 0,2V si t compris entre 40 et 60 ms
-U= -0,5 +2 i si t compris entre 0 et 20 ms

QUESTION V/F
On étudie un circuit comportant une résistance, une inductance, un condensateur en série, soumis à une tension sinusoïdale. Si la valeur L de l'inductance est divisée par 4, la fréquence de résonance du circuit est

-Inchangée
-Divisée par 4
-Multipliée par 2
-Multipliée par 4
-Divisée par 2


QUESTION V/F
Données R=10 kiloohms E=6V
On charge un condensateur à travers une résistance R à l'aide d'un générateur de tension idéal de f.é.m=6V. On relève la tension uAB aux bornes du condensateur en fonction du temps

-La capacité du condensateur est voisine de 30 microfarads
-La valeur numérique de la constante de temps est d'environ 30 ms
-La valeur numérique de la constante de temps est d'environ 120 ms
-La constante de temps du dipôle RC se mesure en seconde et a pour expression R / C
-La capacité du condensateur est voisine de 3 microfarads


QUESTION V/F
-La charge électrique emmagasinée dans un condensateur est indépendante de l'isolant (diélectrique) compris entre ces armatures.
-Lors de la charge sous tension constante d'un condensateur à travers un conducteur ohmique, la tension à ses bornes varie linéairement au cours du temps
-L'énergie emmagasinée dans un condensateur est proportionnelle à la tension qui lui est appliquée
-La capacité d'un condensateur dépend de la surface des armatures en regard
-Les charges électriques portées par les armatures A et B d'un condensateur de capacité C, peuvent s'écrire Qa=CUab et Qb= CUba



QUESTION V/F
On considère le dispositif avec un aimant et une bobine

-L'intensité du champ crée par la bobine en M est proportionnelle à l'intensité du courant
-La bobine présente sa face sud à l'aimant
-En M le champ crée par la bobine est dirigé vers la bobine
-L'aimant repousse la bobine
-En M le champ crée par l'aimant est dirigé vers la bobine


QUESTION V/F
Une bobine d'auto-induction L=40 mH et de résistance r=15ohms est disposée en série avec un condensateur de capacité C=6mF; l'ensemble est soumis à une tension sinusoïdale délivrée par un générateur à fréquence variable u(t) =5sin (wt) dont la valeur efficace est maintenue constante. On désire utiliser ce circuit dans les conditions correspondant à la résonance d'intensité.

-La résonance est d'autant plus aiguë que la résistance du circuit est plus faible
-La fréquence imposée par la source de tension est égale à la fréquence propre du circuit, soit environ 325 Hz
-L'impédance du circuit est maximale et l'intensité efficace minimale
-Si on introduit une résistance R=100 ohms dans le circuit, la fréquence de résonance n'est plus égale à sa fréquence propre.
-L'impédance du circuit est minimale et l'intensité maximale

correction

kiné Grenoble 2000
QUESTION V/F
Soit un solénoïde comportant 1000 spires par mètre. une aiguille aimantée est placée en son centre. Lorsqu'aucun courant ne circule l'aiguille est perpendiculaire à l'axe du solénoïde. On fait passer un courant I=20 mA dans le solénoïde. La valeur du champ magnétique total est de :
composante horizontale du champ terrestre 2 10 exposant -5 T


-20 microtesla
-45,1 microtesla
-5,1 microtesla
-32,1 microtesla
-25,1 microtesla


QUESTION V/F
 On étudie le mouvement d'un satellite autour de la terre dans un référentiel géocentrique. La terre est assimilée à une sphère de rayon R. L'intensité du champ de gravitation à l'altitude h peut se mettre sous la forme : g=g0 R² / (R+h)². Un satellite a une orbite circulaire, dont le centre est confondu avec le centre de la Terre. L'altitude de ce satellite est h, il est animé d'un mouvement circulaire uniforme. La valeur de sa vitesse en orbite est
données g0=9,8 ms-2 h=300 km R=6370 km


-7721 m/s
-3072 m/s
-100 m/s
-100 km/h
-1000 km/h

correction
lille 2000

QUESTION V/F

L'axe du solénoïde restant horizontal on le tourne d'un angle béta. La boussole dévie de 90° lorsqu'on établit le même courant I. Calculer l'angle béta.


-53°
-27°
-23°
-57
-66°


QUESTION V/F

Quelle est l'intensité du courant ?
composante horizontale du champ de la terre 2 10 exposant -5 T
perméabilité magnétique de l'air : 4*3,14 10 exposant -7

-20,9 mA
-19 mA
-11,4 mA
-22,8 mA
-29,4 mA

correction 

QUESTION V/F

 Soit la distribution de charges électriques suivantes :

En O le champ électrique:

-S'annule si on ajoute en B une charge -q
-S'annule si on ajoute en B une charge -2q
-Ne peut s'annuler même si on ajoute une charge électrique en B
-S'annule si on ajoute en B une charge +2q
-S'annule si on ajoute en B une charge +q

QUESTION V/F
Trois particules chargées ou non traversent une région où règne un champ magnétique :

-(a) est positive, (b) est négative (c) est neutre
-(a) est positive, (b) est neutre (c) est négative
-(a) est négative, (b) est neutre (c) est positive

QUESTION V/F
La puissance d'une force de Lorentz qui s'applique à une particule chargée en mouvement circulaire plan dans un champ magnétique :

-Dépend de la valeur absolue de la charge de la particule
-Dépend de la vitesse de la particule
-Dépend du signe de la particule
-Est nulle
-Dépend de la norme du champ
QUESTION V/F
La vitesse angulaire d'un électron placé dans un champ magnétique de norme B, étant animé d'une vitesse v est :

-Ne dépend pas de B
-Ne dépend pas de v
-Dépend de la masse de l'électron et de sa charge
-Proportionnelle à la vitesse v
-Inversement proportionnelle à la vitesse v

QUESTION V/F

La force de Lorentz qui s'exerce sur un électron animé d'une vitesse v placé dans un champ magnétique B, perpendiculaire à la vitesse peut s'écrire :

correction
QUESTION V/F
Soit une bobine d'inductance L=10 mH et de résistance r =10 ohms. Elle est alimentée par un générateur de tension sinusoïdale et le courant qui la traverse prend la forme suivante i(t)=0,1 cos(100t) ampère.

1. La puissance consommée par la bobine vaut 0,1 W.
2. La tension aux bornes de la bobine ne garde pas un signe constant.
3. La puissance consommée par la bobine vaut 0,05 W.
4. La moitié de l'énergie fournie à la bobine est consommée en effet joule.
correction
QUESTION V/F
cyclotron, énergie cinétique, circuits RLC

-Quant à l'intérieur d'un solénoïde parcouru par un courant d'intensité constante, nous déplaçons une boucle de fil de cuivre parallélement à l'axe du solénoïde, nous réalisons un travail contre les forces électromotrices d'induction , données par la loi de Maxwel Faraday
-deux circuits RLC qui sous une même tension consomment la même puissance et ont le même facteur de puissance sont forcément identiques
-dans un cyclotron, la période avec laquelle tourne un neutron est indépendante de la vitesse avec laquelle la particule a été injectée dans la machine
-dans un condensateur plan, l'accroissement de l'énergie cinétique d'un proton est égale au produid de sa charge par la tension électrique qui règne entre les deux plaques
-les deux circuits précédents peuvent être différents

correction

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