Banque de questions pour l`épreuve de fin d`année 2005-2006

Banque de questions pour l’épreuve de fin d’année 2005-2006
Classe : 3 SEA et SEB
1. Un vecteur comporte quatre composantes principales , donnez-les ?
R. Les 4 composantes d’un vecteur sont : 1) A : le point d’application, 2)….. la
direction , 3) _____ le sens du vecteur (notez la différence entre une direction et un sens
( le sens possède toujours une « flèche ») , 4) F : qui est l’intensité du vecteur .
A
F
2. A titre d’exercice , savoir à partir d’une description représenter une ou deux forces
1) Représentez sur ce papier une force de direction verticale , de sens vers le bas , de
point d’application A et d’intensité 5 N (1 cm = 1 N)
2) Représentez ensuite une force partant du même point d’application , de sens horizontal
et de direction vers la droite , avec une intensité de 6 N (l’angle entre ces 2 forces doit
être de 90 ° )
3) Une fois que cela est fait trace un rectangle en pointillé et la diagonale de ce rectangle
( mesure là avec ta règle et donne la valeur en cm ainsi obtenue)
R:
F2
F1
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Mesurer F1 et F2 , respectivement 5 cm et 6 cm (si on admet que 1 cm = 1 (N)) , tracez les
deux vecteurs à angle droit .
Ensuite tracez le rectangle avec les pointillés et la diagonale de ce rectangle donne la Force
résultante de la composition de ces deux forces.
Il suffit de mesurer cette force avec votre latte et vous avez l’intensité en N.
C’est ce qui se passe lorsque par exemple, une voiture roule et qu’il pleut verticalement, les
gouttes de pluies sont déviées suivant la diagonale ci-dessus .
3. Que se passe-t-il lorsqu’une voiture roule et qu’il pleut verticalement, expliquez
pourquoi les gouttes d’eau tombent-elles en oblique ?
R. La réponse se trouve ci-dessus , en fait, les gouttes d’eau tombent verticalement : force
pesanteur, la voiture roulant horizontalement , la composition des deux forces donnent une
force résultante en oblique dont l’intensité est donnée par la diagonale du rectangle de
composition de ces deux forces (au besoin refaire le rectangle ci-dessus pour obtenir une
« image » de ce que l’on veut expliquer)
4. Détail et unités MKSA des Intensités électriques, de la Tension électrique , de la
résistance électrique (voir contrôle)
5. Connaître les lois régissant les circuits en parallèle et en série pour les tensions et les
intensités
6. Etre à même de résoudre les problèmes concernant ces intensités et ses tensions (pour
les B , seulement les intensités)
Exemples :
1) Que valent I1, I2 et I3 justifiez vos réponses , donnez également les types de circuit
présents ?
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2) Quelle sera la U au niveau du générateur , justifiez et donnez le nombre et le type
(série ou parallèle) dans le schéma ci-après
4. Formulation du principe d’ Archimède :
R. Tout corps plongé dans un fluide subit de la part de ce fluide une poussée verticale
orientée vers le haut égale au poids du volume du fluide déplacé par ce corps ; cette
poussée est appliquée au centre de poussée qui est le centre de gravité du volume du
fluide déplacé ( le centre de poussée n’est pas nécessairement égal au centre de gravité
du corps)
5. Exemple des bateaux en acier, pourquoi un bateau en acier émerge-t-il (ou flotte-t-il) ?
R. Prenons le cas d’un 10 000 T , le navire pour flotter doit déplacer au moins 10 000
m3. Le bateau flotte mieux en mer , en effet , la masse volumique (donc le poids ) d’un
m3 d’eau de mer est plus élevé que 1 m3 d’eau douce.
Le centre de poussée est situé plus bas que le centre de gravité du bateau, mais celui-ci
n’est pas en équilibre instable car les deux centres forment un couple de forces qui
assurent l’équilibre.
6. Pourquoi le corps humain en eau douce, ne peut-il flotter que si on effectue des
mouvements ?
R. La masse volumique du corps humain est de 1, 07 (g/cm3) , la masse volumique de
l’eau douce est de 1 (g/cm3), donc si la poussée d’Archimède ne peut contrebalancer le
poids exercé sur le fluide par le corps humain  il ira au fond . Par contre, si le nageur
brasse l’eau , il va augmenter le volume du fluide déplacé par ces mouvements, le
volume étant plus important , la poussée sera plus importante et il se maintiendra à flot.
7. Un baigneur « plonge » dans la Mer Morte ( mv= 1,1528 g/cm3) que va-t-il se
passer ?
R. Sachant que la masse volumique d’un baigneur est de 1, 07 (g/ cm3) et que la masse
volumique de la Mer Morte est de 1, 15 environ , le baigneur n’aura qu’à se mettre sur
l’eau et sans aucun mouvement, il flottera .
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8. Donnez le principe des corps flottants ?
R. Un corps flotte lorsque son poids est égal à la poussée d’Archimède correspondant
au volume immergé uniquement
9. Problème 1
Un iceberg flotte sur l’eau de mer , on estime à 3000 m3 le volume de la partie émergeante
(partie au-dessus de l’eau ) , que vaut le volume de la partie immergée (partie sous l’eau).
(mv glace : 920 kg/m3 et mv eau de mer 1, 03 g/cm3)
R. 1) Données
Nous allons travailler avec les anciennes unités (en fait les kg’ (kg forces) , pourquoi car
le fait de passer aux N va augmenter le nombre de 0 et le risque d’erreurs de calculs)
Le Poids volumique de l’eau de mer est de 1030 kg’/m3, celui de la glace 920
kg’/m3(NDLR : vous voyez ici que le fait de garder les anciennes unités permet de garder
les mêmes chiffres)
Volume de l’iceberg = 3000 + V’ ( volume de la partie émergée+ V’ volume de la partie
immergée)(m3)
2) Inconnue(s)
V’ ? en m3
3) Formule(s)
Pv = P/V
4)Résolution
Pour que l’iceberg flotte, il faut que le poids total de l’iceberg (glace) soit égal au poids du
volume d’eau de mer déplacé ( (mais cela ne s’applique que sur la partie immergée)
(principe des corps flottants) ) par ce même iceberg.
 Poids iceberg = 920 (3000+ V’) et
1030 V’ (Poussée sur la partie immergée)= 920 (3000+ V’)
En résolvant l’équation et en réorganisant les membres , nous aurons
2 760 000 + 920 V’= 1030 V’
2 760 000 = 110 V’
V’= à environ 25 100 m 3
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10. Problème 2
Le poids volumique de la glace est de 920 kg’/m3 , celui de l’eau douce est de 1 g’/cm3 quelle
fraction de la glace surnagera-t-elle si on plonge un iceberg dans l’ eau douce ?
R . 1) Données
Le Poids volumique de l’eau douce est de 1000 kg’/m3, celui de la glace 920 kg’/m3(NDLR :
vous voyez ici que le fait de garder les anciennes unités permet de garder les mêmes
chiffres)
Le volume de l’iceberg est de V+V’
2) Inconnue(s)
Proportion émergée(V/V’)
3) Formule(s)
Pv = P/V
4)Résolution
Pour que l’iceberg flotte, il faut que le poids total de l’iceberg (glace) soit égal au poids du
volume d’eau douce déplacé ( (mais cela ne s’applique que sur la partie immergée)
(principe des corps flottants) ) par ce même iceberg.
 920 (V+V’) = 1000 V’
920 V+ 920 V’ = 1000 V’
920V = 80 V’
V/V’ = 80/920 = 0.087
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