Aurélie 06/04/13
 

 

QCM : Ondes sur une corde, loupe,  particule chargée dans un champ électrique, concours kiné EFOM 2013.

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Onde sur une corde.
Un vibreur est relié à l'extrémité S d'une corde élastique. A l'instant t=0, le vibreur est mis en mouvement.
L'aspect de la corde après une durée de 400 ms est représentée ci-après. L'origine des abscisses x=0 correspond à l'extrémité de S.

A) A l'instant t=0 le vibreur est mis en mouvement vers le haut. Vrai.
B) La longueur d'onde créée est de 1,0 m. Vrai.
C) La période temporelle  du mouvement du vibreur est 200 ms. Faux.
400 ms correspondent à 2,5 périodes  ; T = 400 / 2,5 =160 ms.
D) La célérité de l'onde le long de la corde est égale à 12,5 m/s. Faux.
v = l / T = 1 / 0,16 =6,25 m/s.
E) Le vibreur a provoqué le long de la corde une onde mécanique transversale. Vrai.

Perturbation sur une corde.
Une perturbation, créée en un point source S, se propage le long d'une corde élastique. Cette corde a été photographiée aux instants t1 = 1,6 s et t2 = 2,4 s. L'abscisse 0 sur les schémas ne correspond pas à la position du point source S.

  A) Il s'agit d'une onde progressive longitudinale. Faux.
B) Au cours de sa progression l'onde est amortie. Faux.
L'amplitude de la perturbation reste constante.
C) La célérité de l'onde entre t1 et t2 est 5,0 m/s. Vrai.
La perturbation parcourt 4 m en 0,8 s ; c = 4 / 0,8 = 5 m/s.
D) Un point M de la corde reproduit la déformation initiale de la source avec un retard égal à SM/c, c étant la célérité de l'onde. Vrai.
E) La perturbation affecte 2 m de corde. Vrai.


.


Lentille convergente, loupe.
A) Une loupe est une lentille convergente. Vrai.
B) Un oeil normal est placé au foyer image d'une lentille mince de vergence C = 20 dioptries. L'angle q' sous lequel cet oeil observe l'image d'un objet AB de 2,0 mm de hauteur placé entre le foyer principal objet et le centre optique de la lentille est doné par la relation q' = AB x C, angle exprimé en radian.. Vrai.


tan q' ~q' = A'B' / A'F'= AB / OF' = AB x C.
On place un objet sur le foyer principale objet de la lentille mince de vergence C = 20 dioptries. L'image vue par l'oeil placé au foyer image de la lentille :
C ) est à l'infini et réelle. Faux.

L'image est à l'infini, virtuelle, de même sens que l'objet, plus grande que l'objet.
D) est renversée et plus petite que l'objet. Faux.
E) est droite et plus grande que l'objet. Vrai.

Particule chargée dans un champ électrique.
En présence d'un champ électrique uniforme E, la trajectoire d'une particule ponctuelle chargée ne peut jamais être :
A) un arc de cercle. Vrai.
B) une parabole. Faux.
La trajectoire est un arc de parabole si le champ et le vecteur vitesse initial n'ont pas la même direction.
C) Une droite. Faux.
La trajectoire est une droite si le champ et le vecteur vitesse initial ont la même direction.
D) Une particule ß+ ne peut pas être déviée en pénétrant dans un champ électrique E. Faux
Toute particule chargée peut être déviée par un champ électrique.
E) Un neutron ne peut pas être déviée en pénétrant dans un champ électrique E. Vrai.
Un neutron ne possède pas de charge électrique.






Indiquer le schéma correct donnant la direction et le sens de la force électrique qui s'exerce sur un électron, en mouvement entre deux plaques chargées A et B, si la différence de potentiel entre celles-ci est UAB >0.

 
Un électron porte une charge négative. Schéma b.

La force électrique qui s'exerce sur cet électron placé dans ce champ électrique s'écrit :

e) est vrai.

Un électron de masse m et de charge -e, est émis sans vitesse initiale depuis le point O. Entre les plaques A et B règne un champ électrostatique E uniforme. On notera UBA = U.


A) U <0. Faux.
Le champ électrique E pointe vers le plus petit potentiel : UBA >0, UAB <0.
B) L'expression de la coordonnée  du vecteur vitesse de l'électron en mouvement est donnée par : v = ed t / mU. Faux.
E = U/d ; Norme de la force à laquelle est soumise l'électron : F = e E =e U/d. Cette force est horizontale à droite.
Accélération subie par l'électron a =  e U/(md). Vitesse :  primitive de l'accélération v = e U/(md) t + vinitiale.
C) Le mouvement de l'électron est rectiligne uniformément accéléré. Vrai.
D) Lorsque l'électron atteint la plaque B la coordonnée du vecteur vitesse est v = (eU/m)½. Faux.
Théorème de l'énergie cinétique entre A et B ( le poids est négligeable davant la force électrique ) :½mv2 -0 = eU ;  v = (2eU/m)½.
E) La variation d'énergie potentielle électrostatique de l'électron, pour le déplacement de O en B s'écrit DEp = eU. Faux.
O est l'origine de l'énergie potentielle ; écrire la conservation de l'énergie mécanique de l'électron entre O et B.
0 = ½mv2 + EpB
. EpB = - ½mv2  = -eU.
Variation d'énergie potentielle de O à B :
EpB - EpA =EpB -0 = -eU.




  


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