QCM Physique: mécanique, concours Audioprothésiste Toulouse 2018.

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Question 11
Une voiture qui roulait initialement à vitesse constante, accélère de 1 m s-2 pendant 12 s et parcourt ainsi 190 m. La vitesse de la voiture lors de la phase initiale était d'environ :
A. 25 km / h. Faux.
v = at +v0 = t +v0  = 12 +v0 ; x = ½at2 +v0t ; 190 = 0,5 x122 +12v0 ; v0 = 9,83 m /s ou 9,83 x3,6 ~35 km / h.
B. 30 km / h. Faux..
C. 35 km / h. Vrai
.
D. 40 km /h. Faux.
E. 45 km /h
. Faux.

Question 12
Le conducteur d'un train circulant initialement à 72 km /h actionne les freins pour s'arrêter au bout de 300 m. La décélération est supposée constante et vaut en valeur absolue :
A. 0,67 m s-2. Vrai.

v = at +v0 =a t +72 / 3,6  = at +20 = 0 ; at = -20 ; a= -20 / t ; x = ½at2 +v0t ; 300 = 0,5 at2 +20 t = -10 t +20 t ; t = 30 s ; a = -0,67 m s-2.
B.
0,57 m s-2. Faux.
C. 0,47 m s-2. Faux.
D.
0,37 m s-2. Faux..
E.
0,27 m s-2. Faux.

Question 13
Un avion au décollage parcourt 0,6 km en 0,25 min. En supposant son accélération constante, sa vitesse au moment du décollage vaut :
A. 20 m /s. Faux.
0,25 min = 15 s ; x = ½at2 = 600  = ½a * 152 ; a =1200 / 225 ~ 5,33 m s-2 , v = at = 5,33 x 15 =80 m /s.
B. 40  m /s. Faux
C. 60 m /s. Faux.
D. 80 m /s. Vrai.
E. 100 m /s. Faux.

Question 14
Deux voitures A et B roulent  dans la même direction et dans le même sens. A l'instant initial, la voiture A est placée 1,5 m en avant de la voiture B, leurs vitesse et accélération respectives étant alors 1 m /s et 2 m s-2 pour A, 3 m/s et 1 m s-2 pour B. Le temps au bout duquel elles sont côte à côte est :
A. 1 s. Vrai.
xA =  t2 +t +1,5 ; xB = 0,5 t2 +3t ;
t2 +t +1,5 = 0,5 t2 +3t ; 0,5 t2 -2t +1,5 = 0 ; t2 -4t +3 = 0 ; t = 1 s ou t = 3 s.
B. 2 s.
C. 3 s. Vrai.
D. 4 s.
E. 5 s..

Question 15.
Un objet se déplace linéairement suivant une loi de vitesse v(t) = t3 +4t2 +2, tous les paramètres étant en unités S.I. La position de l'objet à t = 2 s étant x(t=2 s) =4 m, celle à l'instant t = 3 s vaut :
A. 36 m.
x(t) = t4 / 4 + 4t3 / 3 +2t + x0 ; x(2) = 4 = 16 / 4 + 32 /3 +4 +x0 ; x0 = -56 / 3.
x(3) = 81 / 4 +36 +6 -68 /3 = 249 / 4 -56 / 3 =(747 -224) / 12 ~44 m.
B. 40 m.
C. 44 m. 
Vrai.
D. 48 m.
E. 52 m..

Question 16
Dans les mêmes conditions que précédemment, l'accélération à t = 3 s, vaut :
A.  43 m s-2. Faux.
a =3t2 +8t ; a (t=3) =27 +24 = 51 m s-2.
B.
43 m s-2. Faux.
C. 51 m s-2. Vrai.
D. 55 m s-2. Faux.
E. 59 m s-2. Faux.

Question 21

Un lanceur communique  à une balle de  500 g initialement au repos, une vitesse de 6 m s-1 et ceci en 200 ms. La force moyenne appliquée est de :
A. 10 N
B. 15 N. Vrai.
C. 20 N.
D.25 N.
E. 30 N.
Accélération moyenne : a =6 / 0,200 = 30 m s-2 , force moyenne = m a = 0,5 x30 = 15 N.
Question 22
Un corps de masse 3 kg se déplace sur une surface lisse horizontale initialement à une vitesse v0. On lui applique une force de 18 N  en  sens inverse de son mouvement, ce qui a pour effet de réduire de moitié sa vitesse v0 sur une distance de 9 m. La durée d'application de la force est de :
A. 0,1 s
B. 0,5 s.
C. 1 s. Vrai.
D. 5 s.
E. 10 s.
Variation de l'énergie cinétique : 0,5 m((v0 / 2)2 -v02) = -0,375 m v02= -1,125
v02.
Travail de cette force F : -18 x 9 = -162 J.
1,125 v02 = 162 ; v02 = 144 ; v0 ~12 m s-1.
Variation de la vitesse : -0,5 v0 = -6 m s-1.
Décélération : -F / m = -18 / 3 = -6 m s-2.
Durée de cette variation de vitesse : 6 / 6  = 1 s.
Question 23
Dans les mêmes conditions que précédemment, v0 est égale à :
A. 3 m /s.
B. 6 m /s.
C. 9 m /s.
D. 12 m/s. Vrai.
E. 15 m /s.

Question 24
Un corps de 12,5 kg, doté d'une certaine vitesse initiale, est arrêté  en 3,1 s avec une force constante de 80 N. Sa vitesse initiale était.
A. 15 m /s.
B. 20 m/s. Vrai.
C. 25 m/s
D. 72 m/s.
E. 72 km /h. Vrai.
Décéllération : -v0 / 3,1 = -F / m = -80 /12,5 ; v0 = 80 x 3,1 / 12,5 ~20 m / s.
Question 25
Un corps de 10 g tombe d'une hauteur de 3 m dans un tas de sable où il pénètre de 3 cm avant de s'arrêter. La force exercée par le sable sur le corps est de :
A. 0,01 N
B. 0,1 N
C. 1 N
D. 10 N. Vrai.
E. 100 N.
Enérgie mécanique ( sous forme cinétique ) du corps au niveau du sol : mgh = 0,010 x9,8 x3 ~0,3 J.
Dans le sable  :
Travail moteur du poids : mgh' = 0,010 x9,8 x0,03 ~0,003 J.
Travail des forces- notées F ) exercées par le sable sur le corps : -0,03 F.
Théorème de l'énergie cinétique : 0-0,3 = 0,003 -0,03 F ; F ~10 N.




Question 26
Dans les mêmes conditions qu précédemment, la décélération subie vaut :
A. 10 000 m s-2.
B. 1000 m s-2.
C. 100 m s-2.
D. 10 m s-2.
E. 1  m s-2.
Le poids étant négligeable devant F : | a |= F / m = 10 / 0,010 = 1000 m s-2.
Question 27
Un corps de 400 g tombe avec une accélération de  9 m s-2. La force de frottement exercée par l'air vaut :

A. 0,003 N
B.0,03 N
C. 0,3 N. Vrai.
D. 3 N.

E.
30 N.
Sur un axe vertical orienté vers le bas, la seconde loi de Newton s'écrit : mg-f = ma ; f = m(g-a) = 0,4 x(9,8-9) ~0,32 N.

Question 28
Une force constante appliquée à un objet de 2 kg, initialement au repos, lui fait parcourir 4 m en 2 s. La quantité de mouvement acquise est de :
A. 8 kg m s-1.
B. 
10 kg m s-1.
C. 12 kg m s-1.
D. 14 kg m s-1.
E. 16 kg m s-1.
x = ½at2 ; a = 2 x4 /22 = 2 ms-2 ;  v = at = 2 x2 = 4 m/s ; m v =2 x4 = 8 
kg m s-1.
Question 29.
Dans les mêmes conditions que précédemment, l'accélération subie est de :
A. 0,5 m s-2.
B.
1 m s-2
C.
2 m s-2. Vrai.
D. 4
m s-2
E. 8 m s-2
Question  30.
  Un objet de 2 kg initialement au repos sur une surface horizontale sur laquelle il n'y a pas de frottement, subit une force de 30 N sur une distance de 3 m, puis de 15 N sur 2 m supplémentaires. L'énergie cinétique finale de l'objet est de  :
A. 120 W. Faux.
B. 120 J. Vrai.
C. 120 N m. Vrai.
D. 120 W s. Vrai.
E. possitif. Vrai.
Le poids, perpendiculaire à la vitesse, ne travaille pas.
Travail de la force F = énergie cinétique finale = 30 x3 + 15 x2 = 120 J.




Question 31
Dans les mêmes conditions qu précédemment, la vitesse finale est de :
A. 5 m /s.
120 = ½mv2 =v2 ; v ~ 11 m/s.
B. 7 m /s.
C. 9 m /s.

D. 11 m /s. Vrai.
E. 13 m /s.

Question 32
Dans un mouvement circulaire uniforme, on a :
A. une vitesse croissante. Faux.

B.
une vitesse constante. Vrai.
Il faudrait préciser " la norme de la virtesse est constante".

C. Une accélération constante. Vrai.
Il faudrait préciser " la norme de l'accélération est constante".

D.
une accélération nulle.. Faux..
E.
une accélération croissante. Faux.

Question 33
UEn supposant que le rayon de la terre soit double mais que la masse de la terre reste inchangée, un homme de 80 kg péserait à la surface de la terre :
A. 5 kg. Faux.
B. 10  kg. Faux
C. 20 kg. Faux.
D. 40 kg. Faux.
E. 80 kg. Vrai.

Question 34
En supposant que le rayon de la terre soit double mais que la densité moyenne de la terre reste inchangée, un homme de 80 kg péserait à la surface de la terre :
A. 10 kg. Faux.
B. 20 kg. Faux..
C. 40 kg. Faux..
D. 80 kg. Vrai.
E. 160 kg. Faux.
La masse reste constante, c'est le poids ( N) qui varie.
Question 35.
Un ressort développe une force proportionnelle à la variation de longueur imposée, mais de signe opposé. Une masse de 4 kg y est suspendue et l'allongement est alors de 0,015 m. La constante de raideur du ressort est de :
A. 2000 N m-1.
mg / DL = 4 x9,8 / 0,015 ~2600 N m-1.
B. 2200 N m-1.
C.
2400 N m-1. 
D. 2600 N m-1. Vrai.
E.
2800 N m-1.

Question 36
Avec le même ressort que précédemment, l'énergie potentielle emmagasinée lorsqu'il est comprimé de 2 cm vaut :
A.  0,50 J.
½kx2 =0,5 x2600 x0,022 ~0,52 J.
B.
0,52 J. Vrai.
C. 0,54 J
D. 0,56 J
E. 0,58 J.


Question 37
On laisse tomber d'une hauteur de 1 m, un corps de masse 500 g sur un petit ressort de constante de raideur 2000 N m-1, dressé verticalement sur le sol et auquel le corps reste attaché. La déformation maximale est alors de :
A. 1 mm.
Energie mécanique ( sous forme cinétique ) du corps au moment du choc : mgh = 0,5 x9,8 x1 = 4,9 J.
Energie potentielle élastique finale  :½kx2 = 1000 x2.
Energie potentielle de pesanteur finale, l'origine étant choisie à la position du ressort non déformé : -mgx = -4,9 x
Conservation de l'énergie : 4,9 = 1000 x2 -4,9 x ;
1000 x2 -4,9 x -4,9 = 0. x ~0,07 m.
B. 4 mm.
C. 7 mm
D. 10 mm
E. 13 mm.


Question 38
La relativité restreinte :
A. est antérieure à la mécanique classique de newton. Faux..
B. généralise la relativité générale. Faux.
C. a été développée au 20ème siècle. Vrai.
D. a eu des contributions dues à H. Lorentz. Vrai.
E. a eu des contributions dues à H. Poincaré. Faux.


Question 39
Un laser donné
A. émet - à priori - dans toutes les longueurs d'onde. Faux.
B. est basé sur l'émission stimulée. Vrai.
C.est une source de lumière fortement polychromatique. Faux.
D. est isotrope en émission. Faux.
E. a forcément un milieu amplificateur sous forme gazeuse. Faux.

Question 40
Les ondes de matière :
A. illustrent la dualité onde-corpuscule. Vrai.
B. sont associées à H. Fresnel. faux.
C. sont importantes pour le fonctionnement d'un téléphone sans fil. Faux.
D. étaient connues à l'antiquité. Faux.
E. interviennent dans le fonctionnement d'un lase à atomes. Faux.

Question 17
Une balle est lancée verticalement à une vitesse de  54 km / h, vers le haut et depuis l'origine d'un référentiel placée au niveau du sol. Un repère vertical descendant est associé au référentiel. La vitesse à t = 1,2 s vaut :
A. +3,2 m /s. Faux.
Axe vertical descendant, origine au niveau du sol ; l'accélération de la pesanteur a le sens de cet axe et la vitesse initiale le sens contraire.
v0 = -54 / 3,6 = -15 m /s ;  v = gt + v0 = 9,8 t -15 ; v(t=1,2) = 9,8 *1,2-15 ~ -3,2 m/s.
B. -3,2 m /s. Vrai.
C. 0. Faux.
D. -2,2 m /s. Faux.
E. +4,2 m /ss. Faux.


Question 18
Dans les mêmes conditions que précédemment, la hauteur atteinte à t = 1,2 s est
A. -10,9 m. Vrai.
x = ½gt2 + v0t = 4,9 t2 -15t  ; x(t=1,2) = 4,9 x1,22 -15 x1,2 = 7,06 - 18 ~ -10,9 m.
B. + 10,9 m
C. -109 dm. Vrai.
D. +109 dm.
E. -1090 cm. Vrai.


Question 19
Une force peut être exprimée en :
A. kg m s-1. Faux.
B. kg-1 m s. Faux..
C. kg m-1 s. Faux.
D. N. Vrai.
E. kg m s-2. Vrai.

Question 20
Une automobile s'accélère de 3 m s-2. Si elle remorquait une voiture identiqu, son accélération serait alors de :
A. 0,5 m s-2.
B. 1 m s-2.
C. 1,5 m s-2.
D. 2 m s-2.
E. 2,5 m s-2.
On suppose que la voiture roule sur une route horizontale en ligne droite, en négligeant les frottement devant la force motrice F, supposée constante.
 Le poids du véhicule et l'action normale du support se neutralisent.
La seconde loi de Newton, écrite sur un axe horizontal,  conduit à : F =m a ( voiture sans remorque).
F = 2m a' ( voiture avec remorque ).
Si F est supposée constante, a' = a /2 = 1,5 m s-2.



  

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