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1. Questionnaires à choix multiple
Une seule réponse est à cocher parmi les cinq proposées
1.1. Dans la station spatiale, les astronautes semblent ne plus avoir de
poids, parce que :
 ils sont trop éloignés de la Terre
 leur masse n’existe plus
 la force exercée par la Lune annule la pesanteur terrestre
 ils sont en mouvement circulaire autour de la Terre
 ils portent une combinaison anti-gravitation
1.2. Dans un moteur thermique un gaz parfait voit sa pression multipliée
par 20 et son volume divisé par 10. Que fait sa température absolue, le
nombre de moles restant constant ?
 Elle double
 Elle reste constante
 Elle est divisé par 2
 Elle est multipliée par 200
 Elle est divisée par 200
1.3. Une tige conductrice est suspendue dans l’entrefer d’un aimant (voir
figure). La tige est parallèle à l’axe Oy. Quelle sera l’orientation de la force de
Laplace ?





Vers le haut selon Oz
Vers le bas selon Oz
Vers la gauche selon Ox
Vers la droite selon Ox
Il n’y a pas de force de Laplace
1.4. Lors d’un processus adiabatique
 La température du gaz reste constante
 Il n’y a aucun travail mécanique
 Il n’ y a aucun échange de chaleur avec l’extérieur
 La pression du gaz reste constante
 Il n’y a aucune force de frottement dans le système
1.5. Sous une cloche on place un verre rempli d’eau à la température
ambiante. Ensuite, on branche une pompe qui vide l’air de la cloche. Alors :
 Il ne se passe rien pour l’eau et le verre car ce ne sont pas des gaz
 La température de l’eau monte à 100 °C et elle se met à bouillir
 L’eau se solidifie et sa température tend vers le zéro absolu
 L’eau se met en boule qui flotte dans l’espace de la cloche
 L’eau se met à bouillir et sa température diminue.
2. Optique
Pour mesurer l’épaisseur e d’une lame transparente d’indice n, on la dépose sur une
surface réfléchissante (miroir) et on y envoie obliquement un faisceau laser. On
mesure alors la distance d indiquée sur la figure ci-dessous. On en déduit l’épaisseur e
connaissant 1, n et d.
a) Dessiner le parcours du rayon à l’intérieur de la lame
b) Calculer l’épaisseur e sachant que 1 = 60°, n = 1,56 et d = 1,4 mm.
sur ce dessin,
1, e et n ne
respectent pas
la loi de la
réfraction

e
d
n
miroir
3. Electrostatique
Une lampe flash (de capacité négligeable), une capacité C = 0,15 µF, une souce de
tension donnant U0 = 95 V et une résistance R forment le circuit ci-dessous.
La lampe produit un flash lorsque la tension à ses bornes atteint UL = 72 V. Le
flash décharge complètement et instantanément le condensateur.
Que doit valoir R pour que la lampe donne deux flashes par seconde ?
4. Radioactivité
Le corps humain est composé, entre autres, de 18,1 % de carbone. On sait que le
rapport carbone 12/carbone 14 est de 7,4.1011.
a) Ecrire le mode de désintégration du carbone 14
b) Déterminer, pour une personne de 75 kg, l’activité radioactive en becquerels, due
à la désintégration de son carbone 14.
5. Mécanique du point matériel
Un wagon de 10 t roule, frottements négligés, sur une voie horizontale à la vitesse v
= 0,5 m/s. Il vient buter contre un ressort dont la compression maximale est alors
d = 10 cm. Le wagon reste ensuite accroché au ressort. Calculer :
a) la constante du ressort
b) la période d’oscillation du wagon une fois accroché
c) la compression d’ du ressort lorsque v’ = v/3
d) le temps nécessaire à ce que v’ = v/3 la première fois depuis l’instant du contact
du wagon avec le ressort
e) la valeur absolue de l’accélération maximum du wagon.
6. Oscillations
Un pendule oscille dans un plan vertical avec des amplitudes  quelconques. Ce
pendule est constitué d’une boule de sagex® de masse m et de rayon R fixée à un fil de
longueur L et de masse négligeable. Dans son mouvement, la boule subit des frottements aérodynamiques proportionnels au carré de sa vitesse.
Il est libéré en  = 45° (angle que fait le fil avec la verticale). En ne considérant que
la portion de mouvement où le pendule revient vers sa position d’équilibre, établir
l’équation différentielle du mouvement pour l’angle , en admettant que les forces
s’appliquent au centre de masse de la boule.
Application numérique : m = 14 g, R = 5 cm, L = 1,45 m et air = 1,27 kg/m3.
Pour la résolution numérique de l’équation différentielle du mouvement complet, se
référer à la partie application des mathématiques.