Physique, 1 Bachelier en Médecine Polyvalent 17 janvier 2011

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Physique, 1er Bachelier en Médecine Polyvalent
17 janvier 2011
Avant de commencer à répondre aux questions, remplir les 4 cadres ci-dessus, et vérifier que l'exemplaire contient
bien 6 pages.
Chaque question commence par un # et correspond à 4 points sur 28.
Et n'oubliez pas:
- il est permis d'écrire au crayon (pour faciliter vos corrections et modifications).
- la justification de votre réponse doit entièrement figurer dans l'espace blanc accompagnant la question. Sous
la ligne en fin de question est prévu un espace pour vos brouillons qui ne seront pas lus à la correction.
- une réponse numérique finale (une précision de 5% suffit) doit être accompagnée de ses unités.
L'écrit comporte moins de questions qu'un examen normal.
La durée accordée est de 90 minutes (au lieu de 120)
Cadre réservé à la correction:
1a
1b
2a
2b
3
4
ULB / BA1 / Ecrit de Physique / 17 janvier 2011
/ 28
5
page 1
1. Un wagonnet (dont la masse vaut 350 kg) roule librement et sans frottement sur des rails horizontaux à une vitesse
de 15 km/h. Du haut d'un pont, James Bond (dont la masse vaut 85 kg) se laisse tomber verticalement d'une hauteur
de 2.80 m dans le wagonnet et s'y agrippe.
#1a. Que vaut la vitesse du wagonnet transportant James? (justification par calcul)
chute verticale
de 2.80 m
v
rails horizontaux
#1b.
Indiquez et identifiez sur la figure les vecteurs forces s'exerçant sur James au moment de son contact avec le
wagonnet et juste avant que ses jambes ne fléchissent pour amortir sa chute. Respectez qualitativement les longueurs
relatives des vecteurs orientés dans une même direction et justifiez votre choix ci-dessous.
Sur base des vecteurs indiqués et de leurs longueurs, dessinez le vecteur "poids effectif de James" qui en
résulte.
espace brouillon
ULB / BA1 / Ecrit de Physique / 17 janvier 2011
page 2
2. Je tiens un pendule de 300 g par l'extrémité de la ficelle ayant une masse négligeable et une longueur de 50 cm. Il
oscille sans frottement entre les points A et B (qui se trouvent à 1m du sol) avec une amplitude angulaire de 15° (le
dessin représente le pendule aux moments où il passe par A et par B).
#2a. Quelle est la valeur maximale de la vitesse angulaire du pendule durant son mouvement oscillant? (justification
par calcul)
50 cm
g
B
1m
A
#2b. Je lâche la ficelle lorsque le pendule passe par le point B. A quelle distance du point B le pendule touchera-t-il le
sol? (justification par raisonnement et/ou calcul)
espace brouillon
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page 3
#3. Un verre contient de l'eau pure. J'y ajoute une cuillère à soupe de sel. Après dissolution du sel, je lâche un glaçon
d'eau pure dans le verre. Je marque, d'un trait sur le verre, le niveau d'eau avant que le glaçon ne commence à fondre.
Où se situera le niveau d'eau après que le glaçon ait fondu: à la hauteur du trait, plus haut, ou plus bas? (justification
par calcul). Données: le glaçon d'eau pure a une masse de 10 g et une masse volumique de 920 kg/m³; la masse
volumique de l'eau salée est de 1025 kg/m³.
espace brouillon
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page 4
#4. Je flotte librement (état d'apesanteur) dans une navette spatiale. Je tiens en main l'extrémité d'un élastique de
masse négligeable dont la longueur au repos vaut 50 cm et la constante d'élasticité vaut 5 N/m. Une balle de 10 g est
attachée à l'autre extrémité. Celle-ci tourne à vitesse constante autour de ma main en faisant un tour en 0.8 s. Indiquer
sur le dessin l'orientation du vecteur accélération de la balle et calculez sa grandeur. (justification par calcul)
v

espace brouillon
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page 5
#5. Deux plaques de 30 cm de côté ont été fixées l'une à l'autre aux 4 coins en ménageant un écart d entre elles. Je
plonge les deux plaques verticalement à mi-hauteur dans un liquide. J'observe que, suite au phénomène de capillarité,
le liquide entre les deux plaques n'est pas au même niveau qu'à l'extérieur. Exprimez la position x du niveau intérieur
par rapport au bord inférieur des plaques en fonction des caractéristiques physiques du système, à savoir: l'écart d
entre les 2 plaques, la tension superficielle , l'angle de contact , le champ de gravitation g, la masse volumique  du
liquide. (expression à justifier par développement théorique)
0.3 m
x?
0.15 m
0
espace brouillon
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page 6