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COMPOSITION DE SCIENCES PHYSIQUES N°3
Nom
Prénom
Note
Classe : 3
Groupe :
Mardi 13 mai 2008
/40
Exercice N° 2
La moto a quitté Vannes à 14h50. Elle arrive à Rennes à 16h20. Sachant qu’elle ne s’est pas arrêtée durant
les 120 kilomètres du voyage, calculer :
1. La durée du voyage :
La durée du voyage est donnée par la différence entre l’heure d’arrivée et l’heure de départ soit
t = 16h20 – 14h50 = 1h30
2. La vitesse moyenne en km/h :
La vitesse moyenne en kilomètre/heure est donnée par la relation : v = d/t où d est en km et t en heure.
v = 120/1,5 = 80 km/h
(En effet 1h 30 = 1,5 h)
3. Au retour la moto roule à une vitesse de 40 m/s sur route limitée à 110 km/h. Le pilote risque t-il d’être
en infraction en passant devant un radar ? Justifier votre réponse.
v = 40 m/s = 40 * 3600 / 1000= 144 km/h
Le pilote sera en infraction en passant devant un radar car sa vitesse sera supérieure à la vitesse limite de
34 km/h.
Exercice N° 3
v
(km/h)
B
C
60
A
D
t (h)
1.
0
1h
2h
Combien de parties peut-on distinguer dans le graphique ci-contre ? Les repérer à l’aide de lettres ou de
couleurs.
On distingue trois parties sur ce graphique : AB, BC, CD.
2. Indiquer la nature du mouvement pour chacune de ces parties
Dans la première partie AB (de t = 0 à t = 40 minutes), la vitesse augmente avec le temps, le mouvement est
donc accéléré. Dans la deuxième partie BC (de t = 40 minutes à t = 2h), la vitesse est constante, le
mouvement est donc uniforme. Dans la dernière partie CD (de t = 2h à t = 2h40), la vitesse diminue avec le
temps, le mouvement est donc décéléré.
3. Durant combien de temps, la vitesse s’est-elle maintenue à 60 km/h ?
La résolution de cette question ne peut se faire que graphiquement. La vitesse se maintient à 60 km/h dans
la partie BC donc de la 40 iéme minute à la seconde heure. Elle se maintient donc pendant 80 minutes.
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Exercice N° 4
Dans une casse automobile une voiture est soulevée par une grue.
1- Que représentent les forces F1 et F2 ?
F2
Soit F2, la force dirigée vers le haut, F1 celle dirigée vers le bas. F2 est
donc la traction exercée par la grue sur la voiture et F1 le poids de la
voiture
2- Les forces sont représentées avec une échelle de 1 cm pour 2000 N.
Déterminer les intensités des deux forces.
F1 = 3,9 x 2000 = 7800 N
F2 = 3,9 x 2000 = 7800 N
3- Sachant que g = 10 N/kg, en déduire la masse de la voiture.
On vient de voir que le poids de la voiture a une intensité de 7800 N. On
sait que : P = m x g
Sachant que g = 10 N/kg, on peut donc déterminer
m:
m = P/g = 7800/10 = 780 kg. La masse de la voiture est donc de 780 kg.
F1
Exercice N° 5
Tracer et exploiter une caractéristique.
Un groupe d'élèves a relevé, dans un tableau, les mesures de tension et d'intensité pour tracer la
caractéristique d'une lampe.
U (V)
I (mA)
1.
0
0
0,50
30
1,0
42
2,0
61
3,0
77
4,0
90
5,0
102
6,0
113
7,0
123
8,0
132
9,0
141
Trace la caractéristique de la lampe. Tu prendras pour échelle:
- ordonnées: 1 cm pour 1 V,
- abscisses: 1 cm pour 10 mA.
Attention échelle différente !!
2. L'allure de cette caractéristique permet-elle de dire que la résistance de la lampe est constante ?
Justifie ta réponse.
D'après cette caractéristique, on peut affirmer que la résistance de la lampe varie avec l'intensité. Si la
résistance reste constante, alors la caractéristique est une droite qui passe par l'origine.
3. Détermine graphiquement les valeurs de la tension quand l'intensité vaut 50 mA, puis 75 mA et enfin
120 mA. Calcule la résistance de la lampe pour chacune de ces intensités.
La détermination graphique de la tension nous donne :
- pour 50 mA, U= 1,3 V d'où R= 1,3/0,05 = 26,0 Ω,
- pour 75 mA, U= 2,9 V d'où R= 2,9/0,075 = 38,7 Ω,
- pour 120 mA, U = 6,7 V d'où R = 6,7/0,120 = 55,8 Ω.
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4. Justifie l'allure de cette caractéristique, à partir de l'affirmation suivante :« la résistance du filament
d'une lampe augmente en même temps que sa température ».
Les réponses à la question 3. montrent que la résistance du filament augmente en même temps que
l'intensité du courant qui le traverse. Nous avons vu par ailleurs (court-circuit par exemple) que toute
augmentation d'intensité se traduisait par un échauffement et donc par une augmentation de la
température.
On peut donc affirmer que la « résistance du filament d'une lampe augmente en même temps que sa
température ».
pts
Exercice N° 6
Qu’est-ce qu’un oscilloscope ?
L'oscilloscope est un voltmètre qui permet de suivre des phénomènes rapides.
Si l'intensité du courant est constante alors on dit que le courant est continu.
Si l'intensité du courant est variable alors on dit que le courant est variable.
Qu’est-ce que la période T d’une tension ? La période T est le plus petit intervalle entre deux points
identiques de l’oscillogramme.
Qu’est-ce que la fréquence d'une tension alternative ? On appelle fréquence d'une tension alternative le
nombre de périodes en 1 seconde.
On la note f et elle s'exprime en Hertz.
Son expression est : f = 1/T (avec T en secondes)
Plus la résistance est faible, plus l’intensité du courant qui la traverse est élevée.
La caractéristique d’un résistor est une droite passant par l’origine ; la .loi d’ohm s’écrit alors U=R.I
La valeur d’une résistance s’exprime en ohms de symbole Ω, elle est mesurée avec un ohmmètre.
La résistance d’un fil de section constante dépend de sa longueur et du matériau qui le constitue.
Exercice N° 7
Indiquer sur le dessin, très clairement: l’écran, l’axe du temps, l’axe de la tension, une
division, le spot, le bouton de mise en marche, les bornes d’entrée de la voie A
, les bornes d’entrée de la voie B, le bouton réglant la sensibilité verticale, le bouton réglant
la sensibilité horizontale.
bouton de mise en marche
Spot
Sensibilité
horizontale
Écran
Sensibilité
verticale
L’axe du
temps
L’axe de la
tension
Une division
Bornes
d’entrée de la
voie A
Bornes
d’entrée de la
voie B
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Exercice N° 8
Pour chaque tension, cocher ce qui est vrai, compléter si nécessaire :
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
en créneaux
sinusoïdale
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
Continue
 Variable
Alternative
périodique
triangulaire
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