R = 500 Ω Réponse c) CONCOURS D`ENTRÉE DE L`INSTITUT DE

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PHYSIQUE 쎲
w Question 6
La loi d’additivité des tension appliquée au circuit donne :
E = UR0 + UR
E = UBC + UR
U
Avec UR = R i et UBC = R0 i donc i = BC
R0
UBC
Donc E = UBC + R
R0
R0
Donc R = × (E – UBC)
UBC
Application numérique
R = 100
× (6 – 1)
1
R = 500 Ω
Réponse c)
CONCOURS D’ENTRÉE DE L’INSTITUT DE FORMATION
EN ERGOTHÉRAPIE ADERE, 2012
Cotation sur 6 points ; durée : 20 minutes. Calculatrice non autorisée.
Le sujet
Toutes les réponses doivent être justifiées clairement avec les expressions littérales d’abord.
Le pilote Félix Baumgartner s’est jeté le 16 mars 2012 dans le vide depuis une altitude de 22 km
au-dessus de la surface de la Terre. Ce saut est une étape pour réaliser son rêve : devenir le
premier homme à passer le mur du son en chute libre (1 224 km.k-1 = 340 m.s-1)
Il est monté (portant un dispositif spécial : combinaison pour astronaute et parachute) dans une
petite capsule pressurisée reliée à un ballon stratosphérique spécial rempli d'hélium qui lui a
permis de s'élever à cette altitude.
On va étudier les deux premières phases du mouvement du pilote et son matériel. (Les deux
parties A et B sont indépendantes.)
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쎲 ANNALES CORRIGÉES
La valeur du champ de pesanteur g est supposée constante durant ces deux phases.
Soit : g = 10 m.s–2.
A) Première phase : ascension
w Question 1
Faire l’inventaire des forces qui s’exercent sur le système pilote et tout son matériel d’ascension,
en s’aidant d’un schéma.
w Question 2
On suppose que la résistance de l’air (frottement) a pour expression R = kv2, avec v la vitesse du
déplacement du système k une constante, donner l’expression de k puis la calculer sachant que
la vitesse limite du système est vlim = 10 m.s-1.
Données :
m = 3 300 kg (masse du système)
V = 3.106m3 (volume du système (capsule + ballon))
Pair = 1,23 kg.m-3 (masse volumique de l’air, supposée constante sur toute l’altitude)
B) Deuxième phase : chute libre
Le système atteint l’altitude maximale de 22 km, dans la stratosphère, le pilote se jette alors de
sa capsule.
w Question 1
Si l’on suppose que le pilote n’est soumis qu’à son poids durant cette chute :
a. Donner les équations horaires de son mouvement, si l’on prend comme origine des temps, l’instant où il commence sa chute. On étudie le mouvement selon un axe descendant (0z).
b. Exprimer puis calculer sa vitesse à 6 km du sol en m.s-1 puis en km.h-1.
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PHYSIQUE 쎲
w Question 2
En réalité sa vitesse est de 586 km.h-1 = 162 m.s-1 à l’altitude précédente, si la résistance de l’air
est non négligeable.
a. Exprimer puis calculer la valeur de cette force, supposée constante durant la chute.
b. A quelle altitude au-dessus de la surface de la Terre devra se jeter alors le pilote pour réaliser
son rêve si on prend en compte cette résistance ?
Donnée : M = 100 kg (masse du pilote et de son dispositif spécial : combinaison + parachute)
Aide aux calculs :
ξʹ ൎ ͳǡͶ
ͺͳ
ൎ ͳͲ
ͺ
͵Ͷଶ
ൎ ͹ǡͳ͵
ͳ͸ʹ
Corrigé
A) Première phase : ascension
w Question 1
Faisons l’inventaire des forces qui s’exercent sur le système pilote et tout son matériel d’ascension.
On représente la situation sur le schéma suivant, G étant le centre de gravité du système « pilote
et son matériel » :
P est le vecteur poids du système.
R est le vecteur frottement de l’air.
PA est le vecteur poussée d’Archimède.
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