LYCEE BILINGUE DE NDOP DEPARTEMEN: P-C-T SEQUENCE N°1 Epreuve de Physique ANNEE SCOLAIRE 2016-2017 Classe : Tle C DUREE : 02h COEFFICIENT : 04 Questions de cours/ 6,5pts 1. Définir : Champ gravitationnel ; Force gravitationnelle, lignes de champ. 1,5pts 2. Enoncer la loi de Coulomb pour deux charges de même nature. 1pt 3. Donner deux similitudes et deux différences entre la loi de Coulomb et la loi de l’attraction universelle. 2pts 4. Donner l’expression du vecteur champ gravitationnel créé en un point A de l’espace par un objet ponctuel de masse m0 placé en O et représenter ce vecteur sur un schéma clair. 1pt 5. Répondre par vrai ou faux (2x0,5pt)=1pt 5.1. Les lignes de champ électriques sont toujours centripètes. 5.2. On peut obtenir un champ électrique uniforme dans toute région de l’espace à l’aide d’une particule chargée. Exercice 1/ 3,5pts On veut superposer au champ de gravitation qui s’exerce sur des gouttes d’huiles électrisées négativement un champ électrique uniforme. On utilise un dispositif constitué de deux plaques métalliques planes et parallèles, distantes de 2cm et reliées à une source de tension continue U=12000V. On donne g=9,8N/kg, charge électron e = -1,6.10-19C 1. Représenter sur un schéma la disposition des plaques et les lignes de champ crée pour s’opposer à l’effet de gravitation. 0,5pt 2. Calculer la valeur du champ électrique. 0,5pt 3. L’une des gouttes de diamètre d=0,02mm et de masse volumique ρ=0,89g/cm3 reste en équilibre. Calculer : 3.1. La valeur de la force électrique exercée sur la goutte. 1pt 3.2. La valeur de la charge portée par la goutte. 0,75pt 3.3. Le nombre d’électrons que porte la goutte. 0,75pt Exercice 2/ 8pts A- En s’approchant du sol Jupiter, une sonde a mesurée le champ de gravitation créée par cette planète : - à une altitude h1=650.103km ; g1=0,2434m/s2 - à une altitude h2=278.103km ; g2=1,0375m/s2 1. A l’aide seulement de ces données, calculer la valeur moyenne du rayon RJ de Jupiter. 1pt 2. En déduire : 2.1. La valeur de la gravitation au niveau du sol de Jupiter. 1pt 2.2. La masse de cette planète. 1pt On donne la valeur de la constante gravitationnelle : G=6,67.10-11 SI. B- Un pendule électrostatique est constituée d’une boule ponctuelle, métallisée de masse m portant une charge q<0, fixée à l’extrémité d’un fil de masse négligeable. 1. Le pendule étant loin de toute charge électrique, faire le bilan des forces qui s’exercent sur la boule, puis écrire sa condition O d’équilibre. 1pt 2. On place le pendule au voisinage d’un point N où se trouve une charge ponctuelle Q. La boule est repoussée et à l’équilibre, elle se trouve en un point M tel que NM=30cm. Le fil est alors incliné α d’un angle α=20° par rapport à la verticale. La droite (NM) fait un angle β=30° avec l’horizontale. M β 2.1. De quel nature est la charge placée au point N ? 0,5pt 2.2. On note la force que Q exerce sur q. Représenter toutes les forces qui s’exercent sur la boule.1pt 2.3. Etablir à partir de la condition d’équilibre de la boule, l’expression du module de . 1,5pts 2.4 Exprimer q. 1pt Exercice 3/ 2pts Dans chaque cas représenter le vecteur manquant pour que la force de Lorentz soit juste. a) q<0 b) q<0 c) q>0 d) q>0 Examinateur : M. NYUYDINE Derrick N
