O 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 0,01kg.m² 2 m I = + × + - Moodle

d = 40 cm
100 g 100 g
O
1) 5)
ETIQUETTE 2) 6)
3) 7)
4) 8)
EXAMEN DE PHYSIQUE – PHARMA – BIO - BIOMED – JANVIER 2017 – UMONS
Consignes : ne pas détacher les feuilles – répondre uniquement dans les
cadres prévus – utiliser g = 10 m/s2 – justifiez toutes vos réponses –
indiquez votre nom sur les feuilles de brouillon.
Question 1 :
On fabrique l’objet composite suivant en collant deux masses de 100 g aux
extrémités d’un disque de masse m dont le diamètre vaut 40 cm. Une mesure
du moment d’inertie par rapport à O de cet objet composite donne I =
0,01 kg m2. Que vaut la masse m du disque ?
Le moment d’inertie totale de cet objet est
donné par
2
22
0, 2 0,1 0, 2 0,1 0, 2 0,01 kg.m²
2
tot m
I
D’où
m = 0,1 kg.

Question 2 :
Un ascenseur a une masse de 1 tonne. Sachant que, lors de sa montée, la
tension dans le câble est égale à 11500 N, calculez son accélération.
La force totale sur l’ascenseur est donnée par
1500 N
tot
ma F P T
(avec un axe de référence dirigé vers le haut). On en tire
1500 1, 5 m/s²am
 .

Question 3 :
Le cœur du cheval au galop assure la circulation complète des trente
litres de son sang en 20 secondes. Sachant que la résistance à
l’écoulement totale du système sanguin du cheval est de 10 107 Pa s/m3,
calculez la pression moyenne qu’il doit fournir ainsi que la puissance
développée.
Le débit est donné par 33
1, 5 10 m /s
V
Qt
 d’où 150000 Pa
e
PRQ  .
La puissance est donnée par 225 WattsWPQ
 .

Question 4 :
Chez une personne myope, l’image d’un objet à l’infini se forme à une
distance d devant la rétine. Cependant, lorsqu’on utilise des lunettes de
focale f = -27 cm positionnées 1,5 cm devant son cristallin, cette
personne voit parfaitement bien. Sachant que la longueur de son globe
oculaire est de 2,8 cm, que vaut d ?
Rappel : il est préférable de faire un dessin pour résoudre et comprendre
cet exercice.
Dans le cas où la personne porte ses lunettes, on a donc :
1
111
qf  d’où la première image se formant après les lunettes est
située à q1 = -27 cm, c’est-à-dire à 27 cm à gauche des lunettes.
Cette image sert d’objet pour le cristallin, on a donc
22
111
c
pq f
 où p2 = 27 cm + 1,5 cm = 28,5 cm et q2 = 2,8 cm puisque la
personne voit net avec ces lunettes. On a donc fc = 2,55 cm.
Sans lunettes, les rayons de l’objet se focalisent au foyer du
cristallin : on a donc d = 2,8 – 2,5 = 0,25 cm.

Question 5 :
Un bateau percute un rocher dans un lac. Juste avant que l’eau ne
s’engouffre dans les cales, le volume immergé du bateau était de 100 m3.
Calculez la masse du bateau. Sachant qu’il commence à couler sous la
surface de l’eau après que 75 tonnes d’eau ont pénétré dans les cales,
calculez le volume total du bateau.
Avant qu’il ne percute l’iceberg, le bateau est au repos : sa force
totale est donc nulle et donc par Archimède :
0
imm
mg V g
D’où m = 105 kg (en considérant que la masse volumique de l’eau est de
1000 kg/m³).
Lorsqu’il commence à couler sous la surface de l’eau, le volume immergé
correspond au volume total du bateau. On a par Archimède :
() 0
eau bateau
mm g V g
D’où Vbateau = 175 m³