QCM physique,
concours ergothérapie Créteil 2017
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Exercice 1..
Une masse m est attachée à l'extrémité d'un ressort, sans masse, de
constante de raideur k et de longueur à vide l0.
L'autre extrémité est fixée en O à un support immobile. On néglige tout
frottement. On lâche m sans vitesse de A. m oscille en restant sur
l'axe Ox entre les positions A et B. Ox est orienté vers le bas. m= 100
g ; k = 5 N.m-1 ; l0 = 80 cm ; x(A) = 1,2 m.
Déterminer les bonnes réponses :
A) x(B) = 80
cm. Faux.
Allongement en A :
x =1,2 -0,8 = 0,40 m ; x(B) = l0 -x = 80-0,80 -0,40 = 0,40 m.
B) m effectue des
oscillations en moins d'une seconde. Vrai.
Période T = 2p (m / k)½
=6,28 (0,1 / 5)½ =0,89 s.
C) m passe en I
milieu de [AB] avec une vitesse de 2½ m.s-1. Faux.
Energie mécanique
initiale en A : ½kx2 = 0,5 x 5 x0,42
= 0,4 J
Energie mécanique en I :
½mv2.
Conservation de l'énergie
mécanique : 0,5 x0,1 v2 = 0,4 ; v2
= 8 ; v ~2,8 m /s.
D) En B l'énergie
potentielle élastique de m est nulle. Faux.
Le ressort est comprimé
en B et l'énergie potentielle élastique en B est égale à l'énergie
potentielle en A.
E) Aucune
proposition n’est correcte. Faux.
Exercice
2.
Un astre sphérique A, de rayon R= 5000 km,
possède un
satellite géostationnaire S. On connaît la durée du jour sidéral de A :
T = 2 104 s et le champ de pesanteur à sa surface g = 4 m s-2.
A) L'orbite de S
appartient au plan équatorial de A. Vrai.
B) S évolue à 5000
km d'altitude. Vrai.
Troisième loi de Kepler :
T2 / (R+h)3
= 4p2
/ (GM).
De plus g = GM / R2
; T2 / (R+h)3 = 4p2 / ( gR2)
= 4 x3,142 /(4 x(5 106)2) ~4 10-13.
(R+h)3 =T2 / ( 4 10-13)=4 108
/ (4 10-13) = 1021
; R+h = 107 m = 104
km ; h = 5000 km.
C)
S évolue à la vitesse de 8 km /s environ. Faux.
v2
= GM / (R+h) = gR2 / (R+h) = 4 x(5 106)2
/ 107 =107 ; v ~3000 m /s= 3 km /s.
D) Le vecteur
accélération est nul. Faux.
Le vecteur accélaration
est centripète et vaut : v2 /(R+h) = 107
/ 107 = 1 m s-2.
E)
Aucune proposition n’est correcte. Faux.
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Exercice 3.
Une masse m ponctuelle, est lancée de O
avec une vitesse v0, suivant OA. m parcourt d'abord OA
incliné d'un angle a
par rapport à l'horizontale puis une portion horizontale à partir de A.
m subit une force de
frottement , de valeur constante F, colinéaire et de sens contraire au
vecteur vitesse.
m = 100 g ; h = 2 m ; OA = 4 m ; F = 0,3 N ; v0 = 3 m
/s.
A) La vitesse en A
vaut 5 m /s. Vrai.
m est soumise à son
poids, à la force de frottement et à l'action normale du plan.
Variation de l'énergie
cinétique entre O et A : ½mv2-½mv02
= 0,05 v2 -0,05 x32
= 0,05
v2 -0,45.
travail
moteur du poids entre O et A : mgh = 0,1 x10 x2 = 2 J ;
travail résistant des frottements : -F OA = -0,3 x 4 = -1,2
J ;
l'action normale du plan, perpendiculaire à OA, ne travaille pas.
Théorème de l'énergie cinétique : 0,05 v2 -0,45 = 2 -1,2 =
0,8 ;
0,05 v2
=0,8 +0,45 = 1,25 ; v2 = 1,25 / 0,05 = 25 ; v = 5 m / s.
B) m parcourt OA en
0,8 s. Faux.
Ecrire la seconde loi de
Newton suivant OA :
mg sin a -F = ma ; a = g sin a -F / m avec sin a = h / OA = 2 / 4 = 0,5.
a = 10 x0,5 -0,3 / 0,1 =
2 m s-2.
Vitesse en A : v = at +v0
; t = (v-v0) / a = (5-3) / 2 = 1 s.
C)
Le travail du poids entre O et A vaut 4 J. Faux.
D) Le travail de la
force de frottement entre O et A vaut -1,25 J. Faux.
E)
Aucune proposition n’est correcte. Faux.
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Exercice 4.
Une source sonore émet deux sons brefs espacés d'un temps T. Ces
sons sont enregistrés sur un oscillographe sur deux voies
différentes ( même échelle sur les deux voies ) à l'aide de
deux microphones A et B, alignés avec la source. On note d la distance
entre les deux microphones et on donne la célérité du son dans l'air v
= 1000 / 3 m /s, supposée constante.
A) La voie 1
correspond au microphone le plus proche de la source. Vrai.
Le signal sur la voie 2 est en retard de t = 5 ms par rapport au
signal de la voie 1.
B) T = 5 ms. Faux.
C) T = 12 ms. Vrai.
12 carreaux soit 12 ms
séparent les deux signaux brefs.
D) d = 1,66 m. Vrai.
d = v t =1000 / 3 x5 10-3
= 5 / 3 ~1,66 m.
E)
Aucune proposition n’est correcte. Faux.
Exercice 5.
Déterminer les bonnes propositions.
A) Une onde sonore
est transversale. Faux. ( longitudinale).
B) La vitesse du
son dans le vide se rapproche de la célérité de la lumière. Faux.
Le son ne se propage pas
dans le vide.
C) La vitesse du
son dans l'eau est supérieure à celle dans l'air. Vrai.
Exercice 6.
Déterminer les bonnes réponses.
A) La masse d'un
noyau est inférieure à la somme des masses de ses nucléons. Vrai.
B) Plus l'énergie
de liaison par nucléon est grande, plus le noyau est stable. Vrai.
C)
Deux isotopes ont des noyaux de même masse. Faux.
Deux isotopes ne
diffèrent que par leur nombre de neutrons.
D) Les noyaux les
plus lourds sont les plus stables. Faux.
E)
Aucune proposition n’est correcte. Faux.
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