ANNALES et CORRIGÄS PHYSIQUE 2010 ÄCOLE DE KINÄSITHÄRAPIE DE PARIS

Annales physique 2010 Propri€t€ exclusive de l’Ecole de Kin€sith€rapie de Paris (A.D.E.R.F.)-Reproduction interdite. 1
ÄCOLE DE KINÄSITHÄRAPIE DE PARIS
Association pour le D€veloppement et la Recherche en R€€ducation Fonctionnelle (ADERF)
ANNALES et CORRIGÄS
PHYSIQUE 2010
107 rue de Reuilly 75012 PARIS –T•l : 01 43 45 10 50 – www.aderf.fr

Annales Physique 2010 Propri€t€ exclusive de l’Ecole de Kin€sith€rapie de Paris (A.D.E.R.F.) – Reproduction interdite.
€PREUVE DE PHYSIQUE 2010
On prendra pour le champ de pesanteur g = 10 N.kg€1.
On pourra utiliser les approximations : = 2,310 4,12 
QUESTION N•1
La c€l€rit€ des ondes acoustiques dans un liquide est fonction de la masse volumique • du
liquide et de son coefficient de compressibilit€ K. Le coefficient K est homog‚ne ƒ l„inverse
d„une pression.
Le carr€ de la c€l€rit€ s„€crit c2= •p.Kq.
Quelles sont les valeurs de p et de q ?
a) p = –1 et q = – 1
b) p = q = 1
c) p = 1 et q = – 2
d) p = –2 et q = 1
e) p = 1/2 et q = –1/2
QUESTION N•2
On r€alise le montage ci-dessous dans un gaz homog‚ne.
L„oscillogramme repr€sente les courbes relatives aux sons capt€s par les microphones lorsque
les abscisses de ceux-ci sont nulles.
M1reste en place et M2est d€plac€ lentement.
On rel‚ve l„abscisse x2de M2chaque fois que les courbes sont de nouveau en phase.
position nÄ
1
2
3
4
5
x
2
(cm)
17,0
34,0
51,0
68,0
85,0
DONN…E : balayage de l„oscilloscope : 0,10 ms.div†1.
Quelle est la c‚l‚rit‚ du son dans ce gaz ?
a) 0,28 km.s –1
b) 0,34 km.s –1
c) 0,64 km.s –1
d) 1,2 km.s –1
e) 1,7 km.s –1
QUESTION N•3
Une lentille convergente de centre optique O, donne d'un objet AB, de hauteur 5 cm et situ€ ƒ
120 cm en avant de la lentille une image A1B1situ€e 60 cm apr‚s la lentille. AB et A1B1sont
perpendiculaires ƒ l'axe optique de la lentille ; A et A1sont situ€s sur cet axe.
Quelle est la vergence de cette lentille ?
a) 0,71
b) 0,83
c) 1,4
d) 2,5
e) 3,7
QUESTION N•4
Deux condensateurs de capacit€s 2,0 F et 4,0 F portent respectivement les charges
1,0.104C et 3,0.104C. On relie par des fils conducteurs les deux armatures charg€es
d„€lectricit€ positive d„une part, les deux armatures charg€es n€gativement d„autre part.
Combien vaut la tension aux bornes de chaque condensateur lorsque l’‚quilibre
‚lectrique est atteint ?
a) 0,20 kV
b) 0,15 kV
c) 0,13 kV
d) 67 V
e) 10 V

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QUESTION N•5
Soit le circuit ci-dessous comportant un g€n€rateur de tension continue id€al de f.€.m. E, un
interrupteur K, une bobine (L, r) et une r€sistance R.
K
L = 2,5 H ; r = 100
R = 100 
E = 1,2 kV
On ferme l„interrupteur et le courant s„€tablit.
Quelle est l’‚nergie fournie par le g‚n‚rateur, „ chaque seconde, lorsque le r‚gime
permanent est ‚tabli ?
a) 450 J
b) 1,4 kJ
c) 3,6 kJ
d) 7,2 kJ
e) plus que 7,2 kJ
QUESTION N•6
Un dispositif d€tecteur de m€tal comporte un circuit oscillant LC. L„inductance de la bobine
vaut L = 20 mH et le condensateur a pour capacit€ C = 20 nF.
Quelle est la fr‚quence propre fodes oscillations ‚lectriques de ce circuit ?
a) 1 kHz
b) 6 kHz
c) 8 kHz
d) 0,2 MHz
e) 1 MHz
QUESTION N•7
Une plaque chauffante €lectrique a une puissance de 2,0 kW. Elle chauffe un r€cipient
contenant 3,0 kg de liquide initialement ƒ 20‡C, et de capacit€ thermique massique 4000
J.kg1.K1. On admet que 60 % de la puissance disponible sert effectivement ƒ chauffer le
liquide.
Pendant combien de temps faudra-t-il faire fonctionner cette plaque pour amener le
liquide „ 80•C ?
a) 30 s
b) 5,0 min
c) 10 min
d) 2,0 h
e) 17 h
QUESTION N•8
Un v€hicule A, se d€plaˆant sur une route rectiligne, est anim€ d„une vitesse constante vA.
Un v€hicule B d€marre 20 m devant A avec une acc€l€ration constante a = 2,5 m.s†2. Les
deux v€hicules se d€placent dans le m‰me sens et sur la m‰me trajectoire. Lorsque la vitesse
de B est €gale ƒ celle de A, le v€hicule B conserve sa vitesse.
Quelle doit …tre la valeur minimale de la vitesse vApour que le v‚hicule A rejoigne B ?
a) 1,1 m.s –1
b) 3,2 m.s –1
c) 5,0 m.s –1
d) 10 m.s –1
e) 22 m.s –1
QUESTION N•9
Une petite balle (solide 1) consid€r€e comme ponctuelle est lanc€e d„une fen‰tre d„un
immeuble, situ€e ƒ la hauteur h par rapport au sol. La vitesse initiale de cette balle est
repr€sent€e par le vecteur
1
v
inclin€ vers le bas de l„angle Š par rapport ƒ l„horizontale.
Simultan€ment, un projectile (solide 2) est lanc€ depuis le sol avec la vitesse verticale
2
v
depuis un point situ€ ƒ la distance x2du pied de l„immeuble.
DONN…ES : v1= 10,0 m.s †1 ; v2= 4,0 m.s †1 ; sin = 0,60 ; cos = 0,80 ; x2= 2,0 m. La
r€sistance de l„air et la pouss€e d„Archim‚de sont n€gligeables.
Quelle doit …tre la hauteur h pour que les deux solides se rencontrent ?
a) 2,5 m
b) 3,2 m
c) 3,6 m
d) 7,5 m
e) 11,4 m

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QUESTION N•10
Une goutte d„eau, assimil€e ƒ une sph‚re de rayon R, de masse m, de masse volumique ,
tombe verticalement dans l„air. Elle est frein€e dans sa chute par la force f = - 6
‹ Œ R v
(
v
:
vecteur vitesse de la goutte ;
€
: coefficient constant de viscosit€).
On a enregistr€ l„altitude z de la goutte en fonction du temps.
z(10 cm)
346810 12 14 t(s)
- 0,2
- 0,4
- 0,6
- 0,8
- 1,0
0
Quelles sont les affirmations exactes ?
a) ƒ partir de t = 8 secondes, le mouvement de la goutte est uniforme
b) ƒ partir de t = 8 secondes, le mouvement de la goutte est uniform€ment vari€
c) le coefficient de viscosit€
€
s’exprime en kg.m –1.s –1
d) la vitesse limite atteinte est inversement proportionnelle au rayon de la goutte
e) la vitesse maximale atteinte par la goutte vaut 1,0 m.s –1
QUESTION N•11
Un ballon sonde gonfl€ ƒ l„h€lium a un volume de 7 m3. L„enveloppe du ballon a une masse de
2,0 kg. L„h€lium a une densit€ de
7
1par rapport ƒ l„air. On appelle force de sustentation (ou
force ascensionnelle) la force r€sultante du poids du ballon gonfl€ ƒ l„h€lium et de la pouss€e
d„Archim‚de subie par le ballon de la part de l„air atmosph€rique. On donne la masse
volumique de l„air (ƒ 20‡C sous 1 bar de pression) : •a= 1,2 kg.m–3.
Quelle est la valeur de cette force de sustentation ?
a) 12 N
b) 20 N
c) 32 N
d) 52 N
e) 84 N
QUESTION N•12
Un satellite terrestre du syst‚me GPS (syst‚me de positionnement global) €volue sur une
trajectoire circulaire ƒ une altitude de 20 000 km.
On donne le rayon terrestre R = 6 400 km et l„intensit€ du champ de pesanteur ƒ la surface
terrestre g = 10 N.kg†1.
DONN…ES : 3 4,26 = 140 ; 1 jour = 86 400 s.
Quelle est la dur‚e T de la p‚riode de r‚volution du satellite, dans le r‚f‚rentiel
g‚ocentrique ?
a) 20 minutes
b) 1 heure
c) 3 heures
d) 6 heures
e) 12 heures
QUESTION N•13
Deux pendules simples, de longueurs L1et L2, ont respectivement les p€riodes T1et T2avec
T2> T1.
Ils sont €cart€s de leur position d„€quilibre du m‰me angle suppos€ petit et lŽch€s
simultan€ment. Les frottements sont n€glig€s.
Quelle relation existe-t-il entre les longueurs des pendules pour qu’une fr‚quence soit
triple de l’autre ?
a) 9
1
L
L
1
2
b) 3
1
L
L
1
2
c) 3
L
L
1
2
d) 9
L
L
1
2
e) 27
L
L
1
2

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QUESTION N•14
Un solide de masse m peut glisser sur un rail horizontal ; il est fix€ ƒ l„une des extr€mit€s d„un
ressort horizontal de raideur k, l„autre extr€mit€ €tant fixe. Soit x l„abscisse du solide ; x = 0
correspond au ressort d€tendu. Le solide est soumis de la part du rail ƒ une force constante
f
, force de frottement solide, de valeur f.
• t = 0, on €carte le solide de x = xo> 0 et on l„abandonne sans vitesse initiale. Le solide
effectue des oscillations amorties. Soit x1l„abscisse du solide quand il s„arr‰te pour la premi‚re
fois, avant de repartir en sens inverse.
G
OMx
Quelle est la valeur de x1?
a) – xo
b) – xo+ k
f2
c) – xo–
k
f
d) –xo–k
f2
e) – xo+ k
f
QUESTION N•15
On dispose d„un pendule €lastique horizontal non amorti. Le ressort, ƒ spires non jointives, de
masse n€gligeable, a une constante de raideur k = 10 N.m–1, et le solide (S), fix€ ƒ l„extr€mit€
mobile, a une masse m = 100 g. L„abscisse x du centre d„inertie G de (S) est rep€r€e par
rapport au point O, position de G ƒ l„€quilibre. On €carte (S) de sa position d„€quilibre et on le
lŽche avec une vitesse initiale dirig€e dans le sens des x d€croissants. • l„instant t0= 0 s,
choisi comme origine des dates, son abscisse est + 2,0 cm et sa vitesse 0,20 m.s€1.
Parmi les expressions suivantes, o† x est exprim‚ en cm et t en s, quelle est celle qui
correspond „ l’‚quation du mouvement horaire de (S) ?
a) t10cos4,2tx
b)
 4
t10cos8,2tx
c)
 4
t10cos8,2tx
d)
 3
2
t10cos4,2tx
e)
 3
2
t10cos4,2tx
QUESTION N•16
On dispose d„un ressort horizontal ƒ spires non jointives, de masse n€gligeable, de constante
de raideur 50 N.m€1. Tous les frottements sont n€glig€s.
Quelle ‚nergie un op‚rateur doit-il fournir pour faire passer l’allongement du ressort de
2,0 „ 3,0 cm ?
a) Il faut conna„tre la longueur ƒ vide du ressort pour pouvoir r€pondre
b) 2,5 mJ
c) 5,0 mJ
d) 7,5 mJ
e) 13 mJ
QUESTION N•17
Soit un ressort vertical, attach€ par son extr€mit€ sup€rieure ƒ un vibreur pouvant provoquer
des oscillations longitudinales dans le ressort, et attach€ ƒ son extr€mit€ inf€rieure ƒ un solide
qui lui donne un allongement d„une dizaine de centim‚tres.
Lorsque le vibreur est arr‰t€, la fr€quence propre des oscillations du dispositif est not€e f0.
Le solide €tant immobile, on met le vibreur en marche et on augmente lentement sa fr€quence
not€e fv.
Quelles sont les affirmations exactes ?
a) le solide ne vibre pas
b) le solide vibre peu si fv< f0, mais son amplitude cro„t nettement si fv> f0
c) le solide vibre ƒ la fr€quence impos€e par le vibreur
d) lorsque fvaugmente, l’amplitude des oscillations diminue, passe par un minimum
quand fv= f0, puis augmente quand fv> f0
e) lorsque fvaugmente, l’amplitude des oscillations augmente, passe par un maximum
quand fv= f0, puis diminue quand fv> f0