Lycée de Mengang 1ere séquence 19/10/09 Département de PCT

Lycée de Mengang
Département de PCT
Epreuve de physique
1ere séquence
Classe TleD
19/10/09
Durée : 3 heures
Exercice 1 : (7pts)
1. Enoncer la loi de gravitation universelle (1)
2. Définir : champ de gravitation terrestre. (0,5)
3. On suppose la terre parfaitement sphérique et homogène. On donne sa masse
et son rayon
.
3.1.
Faire un croquis sur lequel on représentera la Terre ; quelques lignes de
son champ de gravitation et la force de gravitation que subit un objet de masse m,
placé en un point M à son voisinage. (1)
3.2.
Donner l'expression du champ de gravitation terrestre au point M.
Calculer sa valeur numérique
à la surface de la Terre. ( 1 )
3.3.
Montrer que la valeur du champ de gravitation de la terre à une altitude h
(1)
peut être donnée par la relation
, donner une relation approchée de
3.4.
Pour
3.5.
En déduire la variation relative
3.6.
Calculer cette variation relative pour
On donne l’approximation
. (1)
(1)
. (0,5)
pour
tendant vers zéro.
Exercice 2 (5,5 pts)
On place au point O d’une droite
, une charge électrique ponctuelle de valeur
Soit M, un point de l’espace autour de O.
1. Représenter le vecteur champ électrique
crée en M par la charge
, puis
donner son expression vectorielle. (1)
2. Calculer l’intensité de la force électrique que subirait une charge électrique
placée en M tel que
(0,5)
3. La charge étant toujours en , on place en un point B de la droite
que
tel
, une charge
3.1. Représenter puis exprimer le vecteur champ électrique résultant créé par
deux charges et en un point de la perpendiculaire à
qui passe par
le milieu du segment
3.2.
(2)
Donner les caractéristiques du champ lorsque
perpendiculaire à
.
est à
du pied de la
(1)
On donne
4. On suppose deux charges
et
placée en deux points A et B d’une droite. Dans
quelle zone de cette droite le champ électrique résultant en un point C peut-il
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être nul ? Vous envisagerez le cas ou les charges sont de même signe et le cas ou
ils sont de signes contraires
(1)
Exercice 3 : (3,5pts)
est une barre de cuivre rigide, rectiligne, homogène, de longueur L, susceptible
de se mouvoir dans le plan vertical, autour de son extrémité . ( Voir figure 1)
L’extrémité
plonge dans une solution conductrice qui permet de maintenir le contact
électrique avec un générateur de tension continue. L’intensité du courant dans le circuit
est . Le circuit est plongé dans un champ horizontal et orthogonal au plan de la figure.
On néglige la longueur de la partie du fil située dans la solution conductrice et on admet
que la force électromagnétique est appliquée au milieu G du fil
.
1. Dans quel sens dévie le fil
2. Représenter le fil
au passage du courant ? (0,5)
et les différentes forces qui lui sont appliquées à
l’équilibre.(0,5)
3. Ecrire la relation traduisant l’équilibre du fil sachant que l’intensité du poids du
fil
est (1)
4. Calculer l’angle de déviation du fil quand il atteint sa position d’équilibre.(1)
5. Application numérique :
;
;
(0,5)
Exercice4 :(4 pts)
1. Compléter les figures ci-dessous en représentant les vecteurs qui manquent dans
chaque cas : (2)
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+
2. Un conducteur de longueur
parcouru par un courant d'intensité I = 2,5
A est placé dans un champ magnétique uniforme de vecteur B perpendiculaire au
fil, B = 0,12 T.
2.1. Déterminer les caractéristiques de la force de Laplace.(1)
2.2. On incline le conducteur de manière que l'angle entre le vecteur B et le conducteur
soit 30°. Que doit valoir l'intensité du vecteur champ pour que l'intensité de la force de
Laplace ne soit pas modifiée ? (1)
-
+
A
O
A
Solution conductrice
Figure 1
Enseignant : M. ZAMBOU Serges
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