Saint-Michel 2009 Enoncé - Prepa-Kiné

www.prepakine.net - Saint-Michel - 2009 - Kiné - Physique - Enoncé
Saint-Michel 2009
Enoncé
Physique
Page 1 sur 9
www.prepakine.net

www.prepakine.net - Saint-Michel - 2009 - Kiné - Physique - Enoncé
EPREUVES D'ADMISSION EN KINESITHERAPIE
PHYSIQUE
Avril 2009
Durée : 60 min - Notes sur 20
Cocher sur votre grille (la) ou (les) réponses exacte(s).
à propos de mécanique
Question N°1 notée sur 0,8 point.
Sur une sphère de centre O, de rayon r, une bille est lâchée, sans vitesse initiale, du point A situé
sur la verticale passant par O. Cette bille, très petite, peut être considérée comme un point matériel
M glissant sans frottement sur la sphère. La bille est repérée par l'angle
= OA, OM
.
A) Dans le repère de Frenet
M , T , N
, le vecteur vitesse s'écrit
v=r˙ T
.
B) Dans le repère de Frenet
M , T , N
, le vecteur accélération de la bille s'écrit
a=r¨ T
.
C) La vitesse de la bille à chaque instant est donnée par la relation:
v2=2gr 1−cos
.
D) La réaction
R
de la sphère sur la bille est donnée par la relation
R=mg 3cos2
.
Question N°2 notée sur 0,8 point.
Soit un satellite géostationnaire:
A) Sa période de révolution
T0
est égale à
86164 s
.
B) Il se déplace dans le plan de l'écliptique.
C) Il est fixe dans le référentiel géocentrique.
D) Il tourne dans le même sens que la Terre.
Question N°3 notée sur 0,8 point.
Le balancier d'une horloge ancienne est généralement métallique. Si sa température augmente, il se
dilate et sa longueur augmente. On assimilera le balancier à un pendule simple.
A) Si la température augmente, la période propre diminue.
B) En été, cette horloge « avance ».
C) En hiver, cette horloge « retarde ».
Page 2 sur 9
www.prepakine.net

www.prepakine.net - Saint-Michel - 2009 - Kiné - Physique - Enoncé
D) La période de cette horloge, maintenue à température constante dans une enceinte,
augmente lorsqu'on la transporte du bord de la mer au sommet d'une haute montagne.
Question N°4 notée sur 0,8 point.
Une sphère de rayon r est animée d'un vecteur vitesse
v
dans le référentiel terrestre. Plongée dans
un liquide de viscosité η, elle est soumise à une force de frottement qui, lorsque la vitesse est
faible, est opposée au vecteur vitesse et a pour expression:
f=–6  r v
. Cette sphère est
suspendue à un ressort de raideur k. Sa période d'oscillation dans l'air, où le frottement est
négligeable, est
T0
. On la plonge dans un liquide de viscosité η. On posera
2= 6  r
m
et
0
2=k
m
.
L'équation différentielle en X du mouvement en prenant pour origine la position d'équilibre de la
sphère (
X=Z –Zéquilibre
avec Z axe vertical descendant d'origine le point d'accrochage du ressort)
est:
A B C D
¨
X2˙ X –0
2X=0
¨
X−2˙ X –0
2X=0
¨
X2˙ X0
2X=0
¨
X−2˙ X0
2X=0
Question N°5 notée sur 0,8 point.
Un oscillateur est constitué d'un objet supposé ponctuel M de masse m = 0,20 kg fixé à l'extrémité
d'un ressort idéal de constante de raideur
k=5,0 N.m–1
, enfilé sur une tige horizontale. Le tout
coulisse sans frottement.
L'origine des abscisses est la position
M0
de l'objet lorsque le ressort est détendu. On désigne par
X l'abscisse de l'objet M à un instant de date t quelconque. Elle est repérée sur un axe x'x de même
direction que la tige.
A l'origine des dates, M est en
M0
, sa vitesse a pour valeur
0,60 m.s–1
et elle est dirigée dans le
sens négatif de l'axe.
L'équation horaire décrivant le mouvement de l'objet est:
A B C D E
X=
0,060cos 5t
X=
0,12cos 5t
X=
0,12cos 5t
2
X=
0,12cos 5t−
2
X=
0,060cos 5t
2
Question N°6 notée sur 0,8 point.
Un solide est lancé vers le haut dans une direction faisant un angle de 45° avec la verticale. Les
frottements dus à l'air sont négligeables.
A) Le centre d'inertie G du solide repasse par sa position initiale.
B) Le vecteur vitesse de G change d'orientation.
C) Le vecteur accélération de G change d'orientation au cours du mouvement.
Page 3 sur 9
www.prepakine.net

www.prepakine.net - Saint-Michel - 2009 - Kiné - Physique - Enoncé
D) La vitesse s'annule au sommet de la trajectoire.
E) L'accélération s'annule au sommet de la trajectoire.
Question N°7 notée sur 0,8 point.
Arthur prend l'ascenseur en tenant son sac de sport à la main, celui-ci ne touchant pas le sol. Pour
Arthur, le sac paraît plus léger qu'à l'arrêt:
A) Lorsque l'ascenseur démarre en montant.
B) Lorsque l'ascenseur démarre en descendant.
C) Lorsque l'ascenseur monte à vitesse constante.
D) Lorsque l'ascenseur ralentit en montant.
E) Lorsque l'ascenseur ralentit en descendant.
Question N°8 notée sur 0,9 point.
Un projectile est lancé avec une vitesse
v0=50 m.s–1
d'un point O situé au sol.
Pour atteindre un point A situé sur le sol à une distance
L=125 m
du point O, l'angle de tir doit
être égal:
A B C D E
30° 75° 45° 60° 15°
Données: sin 45° = cos 45° = 0,71 ; sin 30° = 0,5 ; sin 60° = 0,87 ; cos 15° = sin 75° = 0,97 ;
cos 75° = sin 15° = 0,26 ;
g=10 m.s–2
.
à propos d'électromagnétisme
Question N°9 notée sur 0,8 point.
Soit un condensateur plan de capacité C aux bornes duquel on applique une tension électrique U.
Les plaques du condensateur sont distantes d'une distance d. On rapproche les plaques à une
distance
d
2
.
A) La capacité du nouveau condensateur est multipliée par 2.
B) La charge du nouveau condensateur est multipliée par 2.
C) La tension du nouveau condensateur est divisée par 2.
D) L'énergie du nouveau condensateur est multipliée par 4.
E) L'énergie du nouveau condensateur est la même que celle du premier.
Page 4 sur 9
www.prepakine.net

www.prepakine.net - Saint-Michel - 2009 - Kiné - Physique - Enoncé
Question N°10 notée sur 0,8 point.
On charge un condensateur sous une tension
U0=10 V
à travers un conducteur ohmique de
résistance 10 kΩ. A l'instant
t=0
, la charge du condensateur est nulle et au bout d'un temps très
long, la charge du condensateur tend vers la valeur Q = 500 μC. On note
ut
la tension aux
bornes du condensateur.
A) D'après la loi d'additivité des tensions dans le circuit, on peut écrire:
u t
RC d u
t
dt =U0
.
B) La capacité du condensateur a pour valeur 50 μF.
C) La constante de temps du circuit a pour valeur τ = 0,50 ms.
D) Après une durée égale à τ, la charge du condensateur atteint 90% de sa valeur
maximale.
Question N°11 notée sur 0,8 point.
On considère dans le vide de permittivité
0
, deux charges électriques ponctuelles identiques de
charge q et de masse m. Elles sont suspendues à un point fixe O par 2 fils sans masse, inextensibles
et isolants, de même longueur l.
La valeur de q pour que la figure soit un triangle équilatéral est:
A B C D E
4,0.10–7C
2,4.10–7C
2,0.10–7C
3,2.10–7C
5,0.10–7C
Données: l = 0,24 m ; m = 1,0 g ;
g=10 m.s–2
;
6=2,5
;
10=3
;
17=4
; tan 45° = 1,0 ;
tan 30° = 0,6 ; tan 60° = 1,7 ;
1
4 0
=9.109SI
.
Question N°12 notée sur 0,9 point.
Un solénoïde très long est constitué par une couche de fil isolé à spires jointives. Le fil a un
diamètre de 2,0 mm. L'axe du solénoïde est perpendiculaire au méridien magnétique. On place
dans sa région centrale une boussole. Lorsqu'on établit le courant, l'aiguille tourne de 30°. La
composante horizontale du champ magnétique terrestre ayant pour valeur
2,0.10–5T
, l'intensité
du courant dans le solénoïde est:
A B C D E
17 mA 5 mA 20 mA 10 mA 30 mA
Données: cos 30° = 0,9 ; sin 30° = 0,5 ; tan 30° = 0,6 ;
0=1,2 .10–6SI
.
Page 5 sur 9
www.prepakine.net