Physique
: concours
Technicien 2014
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On
branche une résistance R aux bornes d’une pile de f.é.m. E et de
résistance interne r.
Ecrire
une expression générale de l’intensité du courant débité.
I = E/(R+r) =12 /(5,9 +0,10 )= 2,0 A.
Quelle
est alors la tension entre les bornes de la pile ?
U = E-rI = 12-0,1*2 = 11,8 volts.
Faire
un schéma du circuit avec un ampèremètre pour mesurer l’intensité du
courant et un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes de la pile.Données
: R = 5,9 ohms ; r = 100 m W
; E = 12 V
Calculer
la fraction de volume immergé d’un iceberg en supposant qu’il ne
renferme pas d’air.
Masse volumique de l'eau de mer :
re =1,03 103
kg.m-3 ; masse volumique de la glace : rg
= 0,91 . 103 kg.m-3.
Le poids de la glace est opposé à la poussée d'Archimède. Ces deux
forces ont même valeur.
re
Vimmergé g = rg
Vglace g ; Vimmergé / Vglace =rg
/ re
=0,91 / 1,03 = 0,88.
Un
laser au CO2 produit un faisceau intense d’une
radiation dont la longueur d’onde est égale à 10,6 μm (micromètres). Calculer
la fréquence de cette radiation.
Célérité de la lumière dans le vide c = 3,00 x 108
m.s-1.
Fréquence = c/ l
= 3,00 x 108
/(10,6 10-6)=2,8 1013 Hz.
La fonction y(x) = A sin (2p x / l) décrit le
profil d’une onde harmonique figée à l’instant t = 0.
L’argument (2p x / l)
de la fonction sinus est la phase qui est un nombre pur (sans unités).
Considérons le profil d’une onde sinusoïdale, qui se propage à la
vitesse 1,2 m/s sur une corde selon la fonction donnée par :
y(x) = 0,02 sin (157x) où l’amplitude et x s’expriment en mètre.
Déterminer
l’amplitude, la longueur d’onde, la fréquence et la période de cette
onde.
Amplitude : 0,02 m ; 2p / l = 157 ; l = 2p / 157 =4,0 10-2
m = 4,0 cm.
Fréquence = v / l
= 1,2 /0,040 =30 Hz ; période : 1/30 =0,033 s.
Remplir le tableau suivant :
| Nom | méga | nano | micro | giga | milli | pico | | Puissance de 10 | 106 | 10-9 | 10-6 | 109 | 10-3 | 10-12 | | Symbole | M | n | µ | G | m | p |
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Parmi ces matériaux quel(s) est (sont) celui (ceux) qui est ( sont) conducteur(s) électrique(s) ?
Fer ( conucteur) ; verre ; plexiglas cuivre ( conducteur ).
Remplir le tableau suivant.
| Grandeur | masse | tension | intensité | pression | température
thermodynamique | résistance | énergie | puissance | | Unité de mesure (SI) | kg | V | A | Pa | K | W | J | W |
Quelle(s) autre(s) unité(s) est (sont) utilisée(s) pour exprimer la pression ?
1 bar ~1 atm ~105 Pa ; 760 mmHg ~ 1 bar.
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Faire les conversions suivantes.
L'azote liquide a une température de 77 K. Donner sa valeur en °C. 77-273 = -196 °C.
Une pompe débite à 5 L / s. Donner sa valeur en m3 / h. 5 10-3 *3600 =18 m3 / h.
Une voiture roule à 72 km/h. Donner sa valeur en m/s. 72 / 3,6 =20 m/s.
Donner le nom de chaque changement d'état.
Enoncer la loi de Beer-Lambert. Préciser les unités ?
La loi de
Berr-Lambert exprime la variation de
l'intensité lumineuse en fonction de la distance
parcourue dans un milieu transparent.
Lorsqu'une lumière monochromatique
d'intensité I0 traverse un milieu
homogène, l'intensité de la lumière
émergente I décroît exponentiellement
lorsque l'épaisseur l du milieu absorbant
augmente.
I = I0 . e (-
al)
a est une constante appelée coefficient
d'absorption, caractéristique du milieu et de la
longueur d'onde considérés.
Dans le cas des solutions, la loi de Beer fait intervenir
les concentrations.
I = I0 . e (-
elc)
où e
est un coefficient caractéristique de la
substance appelé coefficient d'absorbance
(L mol-1
cm-1),
l est
l'épaisseur de la cuve
(cm) et
c la concentration de la solution
(mol/L).
Cette loi est vérifiée lorsque la solution
est de concentration inférieure à : c < 0,1
mol.L-1.
La relation fondamentale utilisée en
spectrophotométrie est présentée sous
la forme :
A= log (I0/I) =
elc
( A est
l'absorbance
ou densité
optique).
Remplir le tableau suivant. | Plage de longueur d'onde | Nom du doùaine | | 0,4 µm à 0,8 µm | visible | | 800 nm à 1 mm | IR | | 10 nm à 400 nm | UV |
Vous observez une réactio chimique qui dégage de la chaleur. La réaction est-elle endothermique ou exothermique ?
Exothermique.
Enoncer la formule pour l'énergie cinétique. Donner les unités de chacun des termes.
Pour la translation Ec = ½mv2 ; Ec en joule, masse en kg et vitesse en m / s.
Enoncer la loi de Snell-Descartes.
n1 sin i1 = n2 sin i2.
Enoncer la loi des gaz parfait en expliquant les termes et en précisant les unités. PV = nRT.
P pression en pascal, V : volume en m3, n : quantité de matière (mol), T : température en kelvin (K), R =8,314 J K-1mol-1.
Indiquer la nature de la force en cochant la case correspondante.
| Force de contact | Force à distance | | Electrostatique |
| X | | Tension du ressort | X |
| | Frottement | X |
| | Gravitationnelle |
| X |
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Dessiner un circuit RLC et donner les unités pour chacun des termes R, L et C.
L : inductance en henry (H), R : résistance en ohm ( W) et C : capacité en farad (F).
Dans
un circuit RC, on détermine une tension de 5,000 V aux bornes d'une
résistance et l'intensité du courant est de 5,00 A. L'incertitude sur
la mesure de R est de 0,10 ohm.
Cocher la (les) bonne(s) réponse(s) aux questions suivantes.
La loi d'Ohm s'écrit : U=RI (vrai) ; I =UR (faux) ; R = UI (faux) ; U = RI2 (faux).
La valeur de la résistance est ( en ohm) : 1 ; 1,0 ; 1,00 ; 1,000.
R =U/I = 5,000 / 5,00 = 1,00 ±0,10 ohm ; R = 1,0 ±0,1 ohm.
Les sources d'incertitudes peuvent provenir :
de
l'ampèremètre ( vrai) ; de la température de la pièce ( faux ) ; du à
la lecture de la valeur sur l'écran analogique ( vrai) ; du voltmètre (
vrai ).
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