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

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PHYSIQUE 쎲
wQuestion 6
La loi d’additivité des tension appliquée au circuit donne:
E =UR0 + UR
E =UBC + UR
Avec UR=R i et UBC = R0i donc i =
Donc E =UBC + R
Donc R = × (E – UBC)
Application numérique
R = × (6 – 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.)
UBC
R0
UBC
R0
R0
UBC
100
1
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La valeur du champ de pesanteur gest supposée constante durant ces deux phases.
Soit: g = 10 m.s–2.
A) Première phase : ascension
wQuestion 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.
wQuestion 2
On suppose que la résistance de l’air (frottement) a pour expression R = kv2, avec vla vitesse du
déplacement du système kune constante, donner l’expression de kpuis 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.
wQuestion 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’ins-
tant 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.
쎲ANNALES CORRIGÉES
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wQuestion 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:
Corrigé
A) Première phase : ascension
wQuestion 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»:
est le vecteur poids du système.
est le vecteur frottement de l’air.
est le vecteur poussée d’Archimède.
ξʹ ൎ ͳǡͶ
ͺͳ
ͺൎͳͲ
͵Ͷଶ
ͳ͸ʹ ൎ͹ǡͳ͵
P
R
P
A
PHYSIQUE 쎲
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