Questions-types examen physique I

Questions-types examen physique I :
1. Caroline la fouine se déplace dans son terrier. Son déplacement
est décrit dans le graphique ci-dessous. Donnez
a) Son déplacement sur l’ensemble de son parcours,
b) Sa vitesse moyenne entre t=6s et t=9s, et entre t=4s et t=7s
c) Le signe de son accélération entre t=8s et t=10s.
Position de Caroline la fouine dans son terrier
14
position dans le terrier (m)
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2
4
6
8
10
temps (s)
Réponses finales :
(a) 4 m
(b) Entre 6s et 9s : -2 m/s ; Entre 4s et 7s : 0 m/s
(c) a>0
12
2. Un surfeur glisse sur une pente enneigée. Sa masse est de 60 kg
et la pente est de 30°. Sachant que le coefficient de frottement
cinétique de son surf sur la neige est de 0.1, calculez sa vitesse
après 100 m sachant que sa vitesse initiale est nulle. Faites un
schéma des forces en jeu.
30°
Réponse finale : 28,7 m/s
3. Le graphe suivant reprend les propriétés de résistance à la
contrainte en tension des os d’un homme de 21 ans en bonne sante
(courbe du haut) et de deux femmes, l’une de 65 ans (courbe du
milieu) et l’autre de 80 ans (courbe du dessous), toutes deux
souffrant d’ostéoporose.
a. Que pouvez-vous conclure quant à la résistance des os de
personnes ? Estimez la contrainte limite dans chacun des
b. Que vaut approximativement le module de Young de l’homme
ans entre 0 et 2 MPa de contrainte.
c. Quel sera la force maximum qu’un os (de 5cm2 de section)
femme de 80 ans pourra supporter avant la fracture ?
Réponses finales :
(a) 21 ans : 4 MPa ; 65 ans : 1.7 MPa ; 80 ans : 1 MPa
(b) 0.6 Pa
(c) 500 N
ces
cas ?
de 21
de la
4. Quelle est la différence entre une force dissipative et une force
conservative ? Citez un exemple de force dissipative et deux
exemples de force conservative.
5. Quelles sont les transformations d’énergie intervenant lors du
saut en hauteur d’un athlète. Quelle technique de saut semble alors
la plus logique à adopter ? Pourquoi ?
6. Calculez la position du centre de masse de l’homme penché (très)
schématisé ci-dessous. Utilisez les axes x et y fournis:
y
0.5m
0.3m
0.2m
0.25m
0.8m
x
0.15m
0.15m
Réponse finale : xCM = 0,322 m ; yCM = 0,606 m
7. Un ascenceur monte à la vitesse de 10 m/s. Il freine et
s’immobilise après 12.5 m de décélération. Calculez le poids
apparent d’une femme de 65 kg présente dans l’ascenceur. Que vaut la
masse de cette femme lors de la décélération ?
Réponse finale :
Poids apparent : 390 N
Masse de cette femme : 65 kg
8. Le haut de l’artère fémorale est à 0.9 m du sol. Le débit de
l’artère est de 1l/minute et son diamètre de 5mm. La pression
moyenne y vaut alors 13kPa. Quelle sera la pression dans l’artère à
0.4 m du sol si son diamètre est alors de 3.5mm ? On néglige la
viscosité du fluide.
Réponse finale : 17096 Pa
9. Un objet de masse totale m est composé de la superposition de 2
disques de même densité et d’épaisseur négligeable. Le rayon du
petit disque (R/2) est égal à la moitié du rayon du grand disque
(R). Quel est le moment d’inertie de cet objet ?
R
Réponse finale : R = 17mR²/40
10. L’avant-bras humain a une masse de 1.2 kg. On place dans la main
une masse de 5 kg. Quelles seront alors la force exercée par le
biceps (vers le haut) et la force exercée par l’humérus (vers le
bas).
0.05 m
H
U
M
E
R
U
S
B
I
C
E
P
S
S
M = 5 kg
CM
0.15 m
Réponse finale :
Force biceps = 386 N
Force humérus = 324 N
0.2 m