Bankexam

CONCOURS G.E.I.P.I.
PHYSIQUE
1 /15
Le sujet comporte 15 pages numérotées de 1/15 à 15/15
PREMIER SUJET
Répondre ou entourer la ou les réponses exactes à chaque question
I.1. Cet été, 64000 hectares de forêt ont brûlé en France. Cette surface est équivalente à celle d’un carré de
côté a. Calculer a.
a = km25
I.2. Quelle est la pression au bout du tube d’un aspirateur en fonctionnement ?
0,7 bar 1,3 bar 3 bar 10 bar 30 bar
I.3. Si le Soleil se lève à 8h à Brest, à quelle heure se lèvera-t-il à Strasbourg ?
Avant 8 heures Après 8 heures
Avec quelle décalage ?
inférieur à une seconde
compris entre 1 et 60 secondes
compris entre 1 et 10 minutes
compris entre 10 et 30 minutes
supérieur à 30 minutes
I.4. Le projet international ITER a pour sujet l’étude :
Réchauffement climatique Fusion nucléaire Biotechnologies
Matériaux Supra conducteurs Station spatiale internationale Couche d’ozone
I.5. Classez les ondes électromagnétiques de la plus petite à la plus grande longueur d’onde.
A Rayon Gamma B Onde hertzienne C Infra rouge
D Lumière visible E Ultra violet F Rayon X
E
A F D C B
Longueur d’onde
I.6. On retrouve la présence significative de plomb (Pb) dans :
le gaz carbonique le cristal
une batterie de voiture l’eau lourde
l’acier inox le PVC

CONCOURS G.E.I.P.I.
PHYSIQUE
2 /15
DEUXIEME SUJET
Donner les réponses dans les cadres prévus page 3
On étudie le mouvement d’un oscillateur non amorti constitué d’un solide (S) de masse M = 300 g, lié à un ressort
dont l’autre extrémité est fixe ( figure 1). Le solide (S) peut se déplacer en translation rectiligne sans frottement
selon l’axe Ox.
figure 1 ressort au repos
x
0
i
Solide (S)
Le mouvement du centre d’inertie de (S) enregistré à l’aide d’un ordinateur est représenté sur la figure 2.
Son équation horaire est de la forme : x = A cos (ω t +φ) avec x l’élongation , A l’amplitude des oscillations,
ω
Π2
T= la période des oscillations et φ la phase.
A l’instant t = 0 le solide (S) est libéré sans vitesse initiale, le ressort étant étiré.
II.1. Calculer la fréquence f du mouvement.
II.2. Ecrire l’équation horaire de la vitesse et la calculer pour l’instant t = 0,5 s.
II.3. Calculer les vitesses maximale Vmax et minimale Vmin. Tracer la courbe représentant la vitesse en fonction
du temps.
II.4. Calculer l’accélération a et la force F
r
agissant sur le solide à l’instant t = 0.
II.5. On ajoute une surcharge m au solide (masse totale M+m) et on libère sans vitesse avec la même
élongation que dans l’expérience précédente. On note que la période a augmenté de10%. Quelle est la
valeur de la masse m de la surcharge ?
0,2
1
x (en cm)
t (en s)
-1
0,4 0,6 0,8
0
Figure 2

CONCOURS G.E.I.P.I.
PHYSIQUE
3 /15
DOCUMENT REPONSE AU DEUXIEME SUJET
II.1. Fréquence
Expression littérale f = T
1 Application numérique f = zH52,
II.2. Equation horaire :
t)(sinv(t) ϖω A−= Vitesse v (t = 0,5 s) = 1−
cm.31,4A −=− sω
II.3.
0,2
1
x (en cm)
t (en s)
-1
0,4 0,6 0,8
0
échelle des vitesses
−
1
cm.31,4V− −= s
min
1
cm.31,4V− =s
max
II.4. Accélération initiale a = 2
max .−
=sm4,9V Force =F
r
N1,48
II.5. Surcharge m = g36

CONCOURS G.E.I.P.I.
PHYSIQUE
4 /15
TROISIEME SUJET
Donner les réponses dans les cadres prévus page 5
On étudie le montage suivant. Initialement K1 et K2 sont ouverts depuis un temps très long, la bobine est considéré
comme idéale (sa résistance interne est nulle).
R1
E
R2
K1K2
L
i (t)
R1 = 1 kΩ
R2= 10 kΩ
L = 1 H
E = 10 V
A t = 0, on ferme l’interrupteur K1, l’interrupteur K2 reste ouvert.
III.1. Ecrire l’équation différentielle vérifiée par le courant i (t) dans la bobine.
III.2. La solution de cette équation différentielle est de la forme 
τ
−+ t
expBA , donner les expressions
littérales de A, B et τ. Donner la valeur numérique de τ.
III.3. Donner la valeur numérique de i (t) pour t = 0,5 ms et pour t = 5 ms.
A t = T on ouvre K1 et on ferme K2 de façon simultanée.
III.4. En prenant une nouvelle origine des temps telle que
'
t
= 0 corresponde à t = T, écrire l’équation
différentielle vérifiée par i (
'
t
) , courant dans la bobine.
III.5. La solution de cette équation différentielle est de la forme 
τ
−+ '
't
'' expBA , donner l’expression littérale
de . Que vaut 'τ
'
A ? Donner la valeur numérique de '
τ
.
III.6. Indiquer la valeur numérique de
'
B dans les deux cas suivants : T= 0,5 ms et pour T = 5 ms.
III.7. Tracer l’allure de i (t) dans les deux cas suivants : T = 0,5 ms et pour T= 5 ms.
(On représentera l’allure du courant pour des temps compris entre 0 et 2T.)

CONCOURS G.E.I.P.I.
PHYSIQUE
5 /15
DOCUMENT REPONSE AU TROISIEME SUJET
III.1. Equation différentielle :
dt
di
iLRE +=
III.2. Expressions littérales A =
1
R
E B
=
1
R
E
− τ=
1
R
L
Valeur numérique τ = ms1
III.3. i (t = 0,5 ms) =A93, m i (t = 5 ms)
=
A1 m0
III.4. Equation différentielle : 0RL 2=+ i
dt
di
III.5. Expressions littérales 'τ=
2
R
L
'
A
=
0
Valeur numérique = 'τms10,
III.6. Si T = 0,5 ms alors
=
'B A93, m
Si T = 5 ms alors
=
'B A1 m0
III.7. Allures de i(t)
0
2
4
6
8
10
T = 0, 5 ms
i (t)
en mA
0
2
4
6
8
10
T = 0,5 ms
i (t)
en mA