Aurélie 14/12/10
 

 

QCM physique : concours ergothérapeute Berck 2010

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Un mobile autoporteur de masse m = 200 g est lâché sans vitesse initiale du haut d'une table inclinée d'un angle a = 30° par rapport à l'horizontale. Le mouvement se fait suivant la ligne de plus grande pente de la table inclinée. Le mobile est soumis à une force de frottement, s'opposant au mouvement et de valeur constante inconnue que l'on notera f.
On donne le graphe représentant l'évolution de la vitesse au cours du temps.

On donne g = 10 m s-2 et sin 30 = 0,5.
Calculer la valeur de f (N).
(0,20 ; 0,30 ; 0,40 ; 0,50 ; 0,60 ; aucune réponse exacte ).
Le coefficient directeur de la droite représente l'accélération : Dv/Dt = 8 / 2,3
~3,5 m s-2.
Le solide est soumis à son poids ( verticale vers le bas, valeur mg ) , à l'action du plan ( perpendiculaire au plan ) et à la force de frottement.
Ecrire la seconde loi de Nexton sur un axe parallèle au plan, dirigé vers le bas.



Un satellite de masse m =500 kg décrit une orbite cirvulaire autour de la terre. Ce satellite se situe à l'altitude de 270 km par rapport à la surface terrestre.
G = 6,67 10-11 SI ; masse de la terre M = 6,0 1024 kg ; rayon de la terre R = 6,4 103 km.
Aide au calcul : 60½ = 7,75.
 

Déterminer la valeur de la vitesse du satellite ( km/h ) dans le référentiel géocentrique.
2,79 103 ; 7,75 103 ; 9,67 103 ; 15,5 103 ; 27,9 103 ; aucune réponse exacte.
v = (GM / (R+h))½.
R+h =
6,4 103 +270 =6670 km = 6,67 106 m.
GM / (R+h) = 6,67 10-11 * 6,0 1024 6,67 106 = 6,0 107.
v = (60 106)½ = 7,75 103 m/s.
7,75 103 *3,6 = 27,9 103 km/h.

Un oscillateur est constitué par un solide de masse m = 200 g accroché à l'extrémité d'un ressort à spires non jointives, de masse négligeable et de constante de raideur k. Le solide S oscille sans frottement suivant un plan horizontal. On repère la position, à l'instant t, du centre d'inertie G de S par l'abscisse x, sur un axe horizontal dont l'origine correspond à la position du centre d'inertie au repos. l'équation du mouvement de G, exprimée en unités du système international, s'écrit : x(t) = 4,0 10-2 cos( 2pt / 1,6). On donne p2 ~ 10.

Déterminer la valeur de la force ( mN) exercée par le ressort sur le solide à l'élongation maximale.
125 ; 250 ; 500 ; 750 ; 1000 ; aucune réponse exacte.
F= k xmax avec xmax = 4,0 10-2 m.
Pulsation w : w2 = k / m ; k =
w2 m.
w = 2 p / 1,6 ;
w2 =4p2 / 1,62 ~ 40 / 1,62 ~5 / 0,32.
k = w2 m = 5/0,32 *0,20 = 1 /0,32 N m
F= k xmax =1 / 0,32* 4,0 10-2  = 12,5 10-2 N = 125 mN.






Un courant d'intensité I0 = 4,0 A circule dans un solénoïde de longueur L = 50 cm et comportant un nombre N inconnu de spires. On mesure à l'aide d'un teslamètre la valeur du champ magnétique au centre du solénoïde et on trouve B0 = 5,0 mT. On fait ensuite circuler un courant I1 = 7,2 A et on mesure la nouvelle valeur B1 du champ magnétique au centre du solénoïde.
On donne µ0 = 4 p 10-7 SI.
Calculer la valeur de B1 ( mT).
2,7 ; 5,0 ; 6,2 ; 7,2 ; 9,0 ; aucune réponse exacte.
B0 = µ0 N I0/L  = k I0 B1 = µ0 N I1/L = k Iavec k une constante.
B1 = B0 I1 /I0 = 5,0 *7,2 / 4 = 5,0 *1,8 = 9,0 mT.

On considère la réaction de fusion suivante : 21H +
31H --> 42He + 10n.
On donne : m(
21H) = 2,014 u ; m(31H) = 3,016 u ; m(42He) = 4,002 u ; m(10n) = 1,008 u.
1 u ~ 1,6 10-27 kg ; 1 eV = 1,6 10-19 J ; c = 3,0 108 m/s.

Calculer la valeur de l'énergie ( MeV) libérée par cette réaction de fusion.
Dm =
m(10n) + m(42He) -m(31H) -m(21H) = 1,008 + 4,002 -2,014 -3,016 = 5,01 -5,03 = -0,02 u .
0,02 *1,6 10-27 = 3,2 10-29 kg.
Energie libérée E = |
Dm |c2 = 3,2 10-29 *9 1016 = 3,2 * 9 10-13 J.
3,2 * 9 10-13  / 1,6 10-13 =2*9 = 18 MeV.



E = 6,0 V ; R = 220 ohms
A t = 0, on ferme l'interrupteur K ce qui déclenche l'acquisition des mesures et on obtient la courbe suivante :

Parmi les affirmations suivantes relatives à ce circuit, combien y en a t-il d'exacte(s) ?
- L'inductance de la bobine vaut L = 300 mH. Vrai.
Intensité en régime permanent  I = E / (R+r)= 0,02 A d'où R+r = E/I = 6,0 / 0,02 = 300 ohms
Constante de temps t = L/(R+r) = 0,001 s. L = t(R+r) =0,001 *300 = 300 mH.
- La résistance r vaut 80 ohms.
Vrai.
- La constante du circuit vaut t = 1,0 10-2 s.
Faux.
- La tension aux bornes de la bobine en régime permanent est de 1,6 V.
Vrai.
rI = 80 *0,02 = 1,6 V.
- L'énergie stockée dans la bobine est de 60 µJ en régime permanent.
Vrai.
½L I2 = 0,5*0,3 *0,022 = 6,0 10-5 J = 60 µJ.








La célérité des vagues de grande longueur d'onde l se calcule par la relation : v = k(gl)½ où k est une constante positive.

On observe à la surface de l'eau de l'océan des vagues de longueur d'onde l = 100 m se propageant à la vitesse v = 12,5 m/s.
On donne g = 10 N/kg.
 
Déterminer la longueur d'onde l ( en m) des vagues dont la célérité est 10,0 m/s.
64 ; 80 ; 90 ; 125 ; 160 ; aucune réponse exacte.
v0 = K l0½ avec K une constante ;
v1 = K l1½ ;
l1½ = v1 / v0 l0½  ; l1 = (v1 / v0)2 l0  =(10/12,5)2*100 =0,82 *100 = 64 m.









E = 6,0 V ; R variable ; R0 = 100 ohms.

Calculer la valeur de R ( ohms) si UBC = 1,0 V.
125 ; 250 ; 500 ; 750 ; 1000 ; aucune réponse exacte.
E = RI + R0I  ;  I = E / (R +
R0) ;
UBC = R0I = 
R0E / (R +R0) ;
R +R0 = R0E /UBC  ; R = R0E /UBC - R0 =100(6/1 -1) = 500 ohms.





 








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