Vitesse, flux thermique, radioactivité. Concours kiné St Michel 2014

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Vitesse.
Un mobile se déplace suivant une trajectoire rectiligne. Le graphe suivant représente les variations de la vitesse en fonction du temps.

Entre 0 et 10 secondes l'accélération est constante et vaut 10 m s-2.
Vrai.
Pente du premier segment de droite : 100/10 = 10 m s-2.
Entre 20 s et 30 s le mouvement est uniforme. Faux.
La valeur de la vitesse n'est pas constante entre ces dates.
A t = 25 s, le mobile est à l'arrêt. Vrai.
La distance parcourue entre 0 et 10 s est supérieure à celle parcourue entre 10 et 20 s. Faux.
Distance parcourue entre 0 et 10 s : d = ½at2 =0,5*10*100 = 500 m.
Distance parcourue entre 10 et 20 s : d = vt = 100*(20-10) = 1000 m.

Entre 25s et 30 s le mouvement est rectiligne uniformément accéléré. Vrai.
Le mobile rebrousse chemin et sa vitesse augmente linéairement.
A partir de t = 25 s, le mobile revient en arrière.
Vrai.
A t = 30 s, la vitesse du mobile est 100 m/s. Vrai.
Entre 25 et 30 s le mobile parcourt 500 m. Faux.
a =100/5 = 20 m s-2 ; d = ½at2 = 0,5*20*52=250 m.




Flux thermique.
On étudie un bloc de neige parallélépipédique de 1,0 m de longueur, 40 cm de hauteur et 20 cm d'épaisseur. La résistance thermique d'une paroi de neige compacte d'une surface de 0,40 m2 et 20 cm d'épaisseur est Rneige = 3,3 K W-1. Un igloo est construit en superposant deux blocs de neige. La température extérieure est -31°C et la température intérieure 2 °C.
Le transfert thermique a lieu de l'intérieur vers l'extérieur par conduction.
Vrai.
Le flux thermique est F = 10 W.
Faux.
Résistance thermique de deux blocs de neige :
Rneige ;  F = Dq/ (2Rneige) =(2+31)/6,6=5 W.
Si on construit un igloo avec 4 couches de neiges, les températures intérieure et extérieure étant inchangées, le flux thermique est 4 fois moins important.  Vrai.
Les résistances thermiques s'ajoutent.

La température extérieure est maintenant de -33 °C et la température intérieure 0°C. Pour un flux thermique de 1,5 W, il faut superposer 3 couches de neige.
F = Dq/ Rneige  ; Rneige  = Dq/ F =33 / 1,5 = 22 K W-1. Il faut donc superposer 22/3,3 ~7 couches de neige.

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Radioactivité.
Une réaction nucléaire doit vérifier la conservation de la masse et de la charge. Faux.
La charge et le nombre de nucléons se conservent.
Le potassium 40 subit une désintégration de type ß-. Le noyau fils est un noyau de calcium.
Vrai.
A19K --->A20Ca  +0-1e .
Un échantillon radioactif a une activité de 400 Bq. Il se désintègre donc 400 noyaux par seconde. Vrai.
La réaction d'équation 21H +31H ---> 42He +10n est une désintégration de type alpha. Faux.
C'est une réaction de fusion nucléaire.

Transformations nucléaires.
Une réaction de fission nucléaire libère de l'énergie alors qu'une réaction de fussion en consomme. Faux.
Fission et fusion nucléaires libèrent de l'énergie.
La réaction 21084Po ---> 20680Pb + AZX est une réaction de fission. Faux.
Réaction nucléaire de type alpha.
L'uranium 235 et l'uranium 232 sont deux isotopes.Vrai.
Pour une perte de masse Dm = -2,0 10-29 kg, l'énergie libérée est de 1,8 10-12 J.
Vrai.
|Dm|c2 = 2,0 10-29 *9 1016 =1,8 10-12 J.

Energie.
On lâche une bille de masse m, sans vitesse initiale d'une hauteur h = 20,0 m du sol. le sol est considéré comme origine des hauteurs. On considère que cette balle n'est soumise qu'à son poids.
La balle est en chute libre. Ainsi à chaque instant l'énergie mécanique de la balle est nulle. Faux.
En chute libte l'énergie mécanique est constante et l'énergie mécanique initiale n'est pas nulle.
La balle touche le sol à la vitesse de 20 m/s.
Vrai.
v = (2gh)½ = (20*20)½ = 20 m/s.
La masse de la balle est égale à 100 g.
Aucune information ne permet de calculer la masse de la balle.
C'est à la hauteur h' = 10 m qu'énergie potentielle et cinétique se compensent. 

A mi-hauteur l'énergie potentielle initiale a diminué de moitié ; cette énergie perdue est convertie en énergie cinétique.
Les énergies cinétique et potentielle sont égales à 10 m.










  

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