Aurélie 05/05/13
 

 

QCM physique, concours kiné Ade.. 2013.

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Q 41 : Lentille convergente. Réponse  C.

Q 42 : 23592U ---> 23190Th + 42He. Réponse D.
L'énergie libérée est emportée par la particule alpha ( majoritairement ) et le noyau fils sous forme cinétique.
4,195 +0,072 ~4,27 MeV.
Q 43 : Sonar. Réponse B.
La profondeur est égale à  célérité des ondes ultrasonores  multipliée par la durée de l'aller entre le fond et l'émetteur.
h = 1500 *0,20 = 300 m.
Q 44 : Niveau acoustique. Réponse D.
L = 100 dB. L'intensité sonore est égale à : I = I0 100,l L avec I0 = 10-12 W m-2.
I = 10-12 * 1010 = 10-2 W m-2.
Q45 : Effet Doppler. Réponse D.
On considère une source sonore S qui se déplace rectilignement à la vitesse v, en direction d'un récepteur immobile au point O. S émet des bips sonores qui se succèdent périodiquement : soit f la fréquence d'émission et T la période correspondante. On note d la distance qui sépare S de O, à la date t1 d'émission du premier bip sonore. Le son se propage à la célérité c.
Donner la relation entre T et f.

La période T ( s) est égale à l'inverse de la fréquence f (Hz) : T = 1/f.
Ecrire t' la date de réception du premier bip en O.
Le son parcourt la distance d à la célérité c : t' = d /c + t1.
Ecrire t" la date de réception du second bip en O.
La source parcourt la distance vT en T seconde.
Distance entre la source S et O lors de l'émission du second bip : d2 =d-
vT
Le son parcourt la distance d2 à la célérité c : t" = d2 /c + t1+ T = (d-vT) / c+ t1+ T
Ecrire T ' la période du son reçu en O.
T ' = t"-t' =
(d-vT) / c+ t1+ T-( d /c + t1)
T ' =T -
vT / c = T ( 1-v/c).
Q 46 : Spectre d'émission d'une étoile. Réponses A, B, C.
L'analyse de ce spectre permet de connaître :
- la composition chimique de "l'atmosphère" de l'étoile :
les astronomes ont remarqué dès le XVIIIe siècle la présence de fines bandes noires dans la lumière solaire. Il manque des couleurs très précises et spécifiques, comme si elles ne nous étaient pas parvenues. Après quelques tâtonnements, ils ont compris que ces raies sombres trahissaient la présence d'éléments chimiques sur le trajet des rayons lumineux. Joseph von Fraunhofer fut le premier en 1814 à observer ces disparitions de lumière et à les attribuer à un phénomène d'absorption par un gaz situé entre la source d'émission et l'observateur.
 - sa vitesse de déplacement :
l’observateur mesure la longueur d’onde l0 du signal lumineux émis par une source immobile.
L’observateur mesure la longueur d’onde l’ du signal lumineux émis par la même source s’éloignant à la vitesse v.
On obtient l' >  l0.
- sur la température de l’étoile : plus une étoile est chaude, plus son spectre s’étend sur le violet.


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Q 47 : Ondes mécaniques progressives. Réponses A, C, E.
Une onde mécanique transporte de l'énergie ( sans transport de matière) ; la fréquence est constante quel que soit le milieu de propagation ; dans un milieu non absorbant, l'ampliude de cette onde reste constante. Une onde mécanique nécessite un milieu de propagation : en particulier une onde sonore ne se déplace pas dans le vide.
Q 48 : mouvement rectiligne uniforme. Réponse C.
Le système étudié est constitué par le dernier wagon. Il est soumis à son poids ( verticale vers le bas,valeur mg ), à l'action normale du plan, opposée au poids, à une force de frottement f supposée constante ( valeur 100 *50 = 5 000 N = 5 kN) et à l'action de l'avant dernier wagon. Lors d'un mouvement rectiligne uniforme, la somme vectorielle des forces est nulle.

Q 49 : fronde. Réponse C.


Le poids de la pierre ( Mg = 0,25*10 ~2,5 N) est négligeable devant F.
Q 50 : 3è loi de Kepler. Réponse E.

Q 51 : vol parabolique. Réponse B.
L'airbus " zéro G" qui est en vol horizontal à 6300 m d'altitude monte en se cabrant à 47°. Il est alors en hyper pesanteur [...]. Le pilote diminue ensuite la poussée des réacteurs de façon à juste compenser le frottement de l'air et l'avion entre en phase de chute libre dès 8000 m puis il retombe ( phase descendante de la parabole). Après avoir remis les gaz à 8000 m et retrouvé une phase d'hyper pesanteur l'avion reprend son vol horizontal à 6300 m. L'opération dure environ 1 min pour obtenir 25 s d'impesanteur ou micropesanteur.
http://www.educnet.education.fr/orbito/pedago/zerog/zerog2.htm

v0 = 540 km/h = 540 / 3,6 = 150 m/s ; cos 47 ~0,7 ;
v0 cos 47 ~ 100 m/s ; v0 sin 47 ~110 m/s.
La trajectoire du centre d'inertie de l'avion passe par un extrémum : dz(t)/dt = vz = 0. La tangente à la trajectoire en S, et en conséquence le vecteur vitesse sont horizontaux. vz(t) =-gt + v0 sin 47 = -10 t +110. Au point S, t ~ 11 s.
Le vecteur position est une primitive du vecteur vitesse.
x(t) = vx(t) t + constante =
v0 cos a t + constante.
La constante d'intégration est déterminée par la position initiale : x(t=0) = 0 ;
x(t) =v0 cos a t = 1,0 102 t.
z(t) =
-½gt2 + v0 sin a t + constante.
La constante d'intégration est déterminée par la position initiale : z(t=0) = z0 ;
z(t) = -½gt2 + v0 sin a t +z0 = -5 t2 +1,1 102 t +8,0 103.
Au point S : z(t= 11) =-5 *112 +1,1 102 *11 +8,0 103  ~8,6 103 m ~8,6 km.




Q 52 : particule chargée dans un champ électrique. Réponse E.
Le poids de la particule est négligeable devant la force électrique F.

Q 53 : vitesse du son dans l'acier. Réponse D.
Dans le gaz, la durée du parcours est t1 = d / v1 = 1000 / 500 = 2,00 s.
Dans l'acier, la durée du parcours est t2 = d / v2 = 1000 / v2 = 2,00-1,72 =0,28 s.
v2 = 1000 / 0,28  =3,57 103 m/s = 3,57 km/s.
Q 54 : autonomie d'un véhicule électrique. Réponse C.
Le mouvement étant rectiligne uniforme sur route horizontale, la valeur de la force motrice est égale  à la valeur de la force de frottement.  v = 72 / 3,6 = 20 m/s ; F = 15*20 = 300 N.
Puissance de la force motrice : F v = 300 *20 = 6000 W = 6 kW.
Puissance électrique convertie en puissance mécanique  : 18*0,7 = 12,6 kW.
Autonomie : 12,6 / 6 = 2,1 h soit 2,1*72 ~150 km.
Q 55 : énergie interne et travail. Réponse A.
Le système est le mélange essence + air. Il reçoit un transfert thermique positif Q = +40 kJ et fournit ( cède au milieu extérieur ) un travail compté négativement W =  -27 kJ.
La variation d'énergie interne DU est égale à la somme du travail cèdé à l'extérieur ( W = -27 kJ) et du transfert thermique reçu Q = 40 kJ.
DU = +40-27 = +13 kJ.
Q 56 : durée du chauffage de 2 kg d'eau. Réponse C.
Puissance électrique convertie en puissance thermique utile : 2100*0,8 =1,68 103 W.
Energie reçue par l'eau sans changement d'état physique : Q = mc (qfin-qdébut) =2*4,2 103(100-20) = 6,72 105 J.
Durée du chauffage : 6,72 105 / (1,68 103 )= 400 s = 6 min 40 s.
Q 57 : dualité onde corpuscule. Réponse E.
l : longueur d'onde ; h : constante de Plank ; p : quantité de mouvement. l = h/p ou p = h / l.
Q 58 : laser. Réponse B.
E = h c / l = 6,63 10-34 *3,0 108 / (300 10-9) =6,63 10-19 J
6,63 10-19 / (1,6 10-19)~ 4 eV.
Q 59 : Relativité restreinte. Réponses D E.
Q 60 : Signal numérique. Réponses B C.




  


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