QCM Physique: mécanique, concours Orthoptie Toulouse 2018.

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Question 1
Une fusée part de la lune à vitesse contante de 720 km / h.
A - Elle parcourt 5 420 400 000 km en un an. Faux.
720 x24 x365,25 =6 311 520 km
B - Elle parcourt 6 307 200 km en un an. Faux.
Vrai si un an est arrondi à 365 jours.
C - Elle parcourt 1 728 000 m en un jour. Vrai.
720 x24 =17 280 km =17 280 000 m.
 D - Elle parcourt 200 m en une seconde.  Vrai.
720 / 3,6 =200 m /s.
E - Elle parcourt 1 246 000 m en un jour. Faux.
Question 2
Un joggeur veut connaître sa vitesse. Il mesure qu'il a parcouru 540 m en 3 minutes à vitesse constante. Sa vitesse est de :
A - 5 m /s. Faux.
540 / (3 x60) = 3 m /s.
B - 12,3 km / heure. Faux.
0,54 x20 =10,8 km /h.
C -3,2 m /s. Faux.
D - 10,8 km /h. Vrai.
E - 6,4 km / h. Faux.
Question 3
Une onde se propage à vitesse constante  de 1 cm /s.
A - Cette onde a une accélération constante de 36 m s-2 à l'heure. Faux.
B - Cette onde parcourt 864 m par jour. Vrai.
0,01 x3600 x24 =864 m.
C - Cette onde a une accélération constante de 360 m s-2 à l'heure. Faux.
D - Cette onde a une accélération constante de 3600 m s-2 à l'heure. Faux.
E - Cette onde parcourt 0,6 m à chaque minute. Vrai.
0,01 x 60 = 0,6 m.
 -dessous :
Question 4
Un projectile est tiré verticalement vers le haut. Au point le plus haut de sa trajectoire :
A - son accélération est nulle, Faux.
Son accélération est constante et vaut 9,81 m s-2 au voisinage du sol terrestre.
B - son accélération diminue. Faux
C -son accélération augmente. Faux.
D - son accélération reste constante. Vrai.
E - aucune réponse n'est correcte. Faux.
Question 5
On considère le déplacement d'un point matériel au cours duquel le vecteur vitesse et le vecteur accélération sont orthogonaux et non nuls
A - Un tel mouvement est impossible. Faux.
B - La trajectoire ne peut être une droite. Vrai.
C - Le mouvement est uniforme. Faux.
uniforme signifie " la norme du vecteur vitesse est constante".
D - Le mouvement est rectiligne. Faux.
E - La trajectoire est une droite. Faux.



Question 6
Dans un mouvement rectiligne, on note x(t), v(t) et a(t) respectivement la position, la vitesse et l'accélération d'un point matériel.
A - Lorsque x(t) atteint un extremum, la vitesse est toujours nulle. Vrai.
Le vecteur vitesse est la dérivée du vecteur position par rapport au temps. Si la dérivée est nulle, x(t) passe par un extremum.
B - Lorsque x(t) atteint un extremum, la vitesse est toujours maximale.. Faux.
C - Lorsque x(t) atteint un extremum, la vitesse et l'accélération changent toujours de signe. Faux.
Dans le cas de l'oscillateur élastique horizontal : la vitesse change de signe quand la position passe par un extremum, mais l'accélération est toujours dirigée vers la postion d'équilibre.
 D - Lorsque l'accélération change de signe, la vitesse v(t) change toujours de signe. Faux.
Dans le cas de l'oscillateur élastique horizontal : au passage à la position d'équilibre, l'accélération change de signe, mais pas la vitesse.
E - La vitesse v(t) change toujours de signe si l'accélération a(t) change de signe. Faux.
Question 7
Dans  un mouvement rectiligne uniformément varié :
A - L'accélération est proportionnelle au temps. Faux.
B - L’accélération est constante. Vrai.
C - La vitesse est une fonction affine du temps. Vrai.
D - La vitesse est proportionnelle au carré du temps. Faux.
E - La vitesse est constante. Faux.

Question 8
On considère un objet se déplaçant le long d'un axe Ox. L'évolution de sa position x(t) par rapport à l'origine est représentée.

A - La vitesse n'est pas constante entre O et A. Faux.
x(t) est une fonction linéaire ; sa dérivée, la vitesse est constante entre O et A.
B - L’accélération est nulle entre A et B. Vrai.
Entre A et B, c'est un arrêt.
C - L'accélération moyenne est plus grande entre B et C qu'entre C et D. Faux.
L'accélération moyenne est égale à la variation de la vitesse divisée par la durée de cette variation.
La pente du segment BC est inférieure à celle du segment CD. La vitesse varie plus rapidement et sur une durée plus courte entre C et D qu'entre B et C.
D - L'accélération moyenne est négative entre F et G. Vrai.
La valeur absolue du coefficient directeur de la tangente à la courbe en F est supérieur à celui de la tangente en G. La vitesse diminue entre F et G.
E - La vitesse est nulle en E. Vrai.
x(t) passe par un extremum et v = dx / dt.
Question 9.
Les courbes ci-dessous représentent les trajectoires paraboliques de deux projectiles en chute libre.

A - Les deux projectiles retombent au même instant. Faux.
Cela dépend de la vitesse initiale.
y = -4,9 t2 +v0 sin at = 0 ; t = v0 sin a / 4,9.
B - Les deux projectiles ont une même vitesse initiale. Faux.
C - A retombe sur le sol après B. Vrai.
D - A possède une vitesse initiale horizontale plus petite que B. Vrai.
E - A possède une vitesse initiale verticale plus petite que B. Faux.
Flèche = (v0 sin a)2 / (2g) ; portée = v20 sin (2a) / g ; flèche / portée =0,25 tan a.

A
 B
Portée ( lecture graphe) (mètre)
 ~ 1,7
  ~ 2,3
Flèche ( lecture graphe) mètre
 ~ 0,8
 ~ 0,2
4 Flèche / portée  = tan a
 ~ 2 ( a ~ 60°)
 0,17 ( a ~ 20°)
(v0 sina) =[ 2 x 9,8 x flèche ]½
 16½ = 4
 4½ = 2
Vitesse initiale ( m /s)
4 / sin 60 ~4,6
 2 / sin 20 ~5,8
durée de la chute (s) =v0 sin a / 4,9. 4 / 4,9 ~0,8
 2 / 4,9 ~0,4
v0 cos a
 4,6 x cos 60 ~2,3
 5,8 x cos 20 ~5,4

Question  10.
Deux véhicules se déplacent sur une même route en ligne droite. On note v1(t) et v2(t) leurs vitesses respectives.

A - La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est nulle. Faux.
Une résultante nulle des forces implique une vitesse constante.
B - Les deux véhicules n'ont jamais la même accélération. Faux.
a1 = dV1 / dt ; a2 = coefficient directeur de la tangente à la courbe v2(t).
Quand cette tangente (D) et la droite v1(t) sont parallèles , l'accélération est la même.
C - La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est constante. Vrai.
V1(t) est une fonction affine du temps ; dv1/dt = constante.
D - L’accélération du véhicule 2 est constante. Faux.
E - L’accélération du véhicule 2 diminue au cours du temps. Faux.
Au début, la vitesse croît, l'accélération est positive ; puis la vitesse décroît, l'accélération devient négative.



Question 11
Deux véhicules se déplacent sur une même route en ligne droite. On note v1(t) et v2(t) leurs vitesses respectives.

 A -  La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est nulle. Faux.
Une résultante nulle des forces implique une vitesse constante.
B - L’accélération du véhicule 2 est constante. Faux.
v2 n'est pas une fonction affine du temps.
 C -  La résultante des forces s'exerçant sur le véhicule 1 est constante.. Vrai.
V1(t) est une fonction affine du temps ; dv1/dt = constante.
D - L’accélération du véhicule 2 diminue au cours du temps. Faux..
La vitesse v2 croît de plus en plus au cours du temps.
E - L’accélération du véhicule 2 augmente au cours du temps. Vrai.

Question 12
Une personne prend l'ascenseur pour monter dans un immeuble. l'ascenseur qui possède au départ une vitesse nulle, accélère de manière constante pendant 2,4 s jusqu'à atteindre une vitesse constante égale à 3 m /s. De quelle hauteur s'est-il élévé lorsqu'il atteint cette vitesse constante ?
A - 2,4 m
B - 3,6 m. Vrai.
C - 1,2 m
D - 5,2 m
E - 0,5 m.

Question 13
Un satellite décrit une trajectoire circulaire à vitesse constante autour de la terre.
A - La somme des forces exercées sur le satellite est nulle. Faux.
Il est soumis à la force gravitationnelle de la terre.
B - La somme des forces exercées sur le satellite est non nulle et dépend du rayon de la trajectoire. Vrai.
C - L'accélération du satellite est tangente à la trajectoire. Faux.
L'accélération est centripète.
D - Le satellite a une accélération nulle. Faux.
E -Le satellite a une accélération non nulle indépendante de sa masse. Vrai.

Question 14
Soit un point M contenu dans un plan ( O, x, y ) qui se déplace à la vitesse V(t). Le graphe ci-dessous représente l'évolution de la vitesse en fonction du temps. Quelle est la distance parcourue entre t =0 et t = 10 s ?


A - 80 m.
B - 32 m.
C - 10 m.
D - 60 m.
E - 72 m. Vrai.
Mouvement uniformément accéléré entre 0 et 4 s. a = 1 m s-2 ; v =a t +v0 = t+4 ; x = ½at2 +v0t =0,5 x42 +4x4 =24 m.
Mouvement uniforme entre 4 et 10 s.
 v = 8 m /s ; x = 8( t-4) =8 x6 = 48 m ; total : 24+48 = 72 m.

Question 15.
Une personne se trouve assise dans un train, dans le sens de la marche. Les fenètres sont fermées et le train roule à vitesse constante sur une voie horizontale. La personne jette une boule en l'air, verticalement, puis immobilise sa main. La boule retombe alors :
A - En avant de la main. Faux.
B -Sur la main. Vrai.
C - En arrière de la main. Faux.
D  -A gauche de la main. Faux.
E - A droite de la main. Faux.

Question 16
Un palet, initialement, est lancé sur un sol parfaitement glissant ( sans frottement ) avec une force constante durant un intervalle de temps Dt. L'objet atteint finalement une vitesse v. L'expérience est répétée une seconde fois avec une force dont l'intensité est deux fois plus grande. Quel intervalle de temps est nécessaire pour atteindre la même vitesse v ?
A - 4 Dt.
B - 2 Dt.
C -  Dt.
D - 0,5 Dt. Vrai.
E - 0,25 Dt.
La variation de la quantité de mouvement est la même dans les deux expériences, égale à l'impulsion F Dt..

Question 17
Une source de lumière se déplace à 0,9 fois la vitesse de la lumière dans le vide, dans un référentiel terrestre supposé galiléen. La célérité des photons émis par cette source, dans le référentiel considéré est de :
A - 6 108 m/s. Faux.
B - 4 108 m /s. Faux.
 Ces deux valeurs sont supérieures à 3 108 m/s.
C - 3 108 m/s. Vrai.
La vitesse de la lumière est la même dans tous les référentiels galiléens.
D - 1,8 108 m/s. Faux.
E - 0,9 108 m /s. Faux.

 Question 18
Est-ce qu'il faut prendre en compte le caractère relatif du temps pour un observateur, fixe, dans un référentiel terrestre, mesurant la période de battement des ailes d'une mouche volant à 15 km /h ?
A - Tout dépend de la pulsation propre de battements dea ailes. Faux.
B - Tout dépend de la période propre de battements dea ailes. Faux.
C - Tout dépend de la fréquence propre de battements dea ailes. Faux.
D - Non. Vrai.
15 km / h << 3 105 km /s.
E -  Oui. Faux.

Question 19
Un satellite géostationnaire ( altitude 36 000 km au dessus du sol ) a un mouvement de chute libre à une vitesse constante de 36 km /s. Quel temps mettra t-il pour atteinde le sol ?
A - 360 s.
B - 100 s.
C - 1 million de secondes.
D - 0,001 jour
E - 60 jours.
Dans un mouvement de chute libre la vitesse n'est pas constante. La gravitation n'est pas constante  entre le sol et l'altitude de 36000 km.
Il faudrait prendre en compte les frottements sur l'atmosphère.

Question 20
Quelle est la vitesse d'un satellite, positionné à une altitude de 36 000 km au dessus du sol, qui fait 3 fois le tour de la terre en 2 jours ?
A - 339 120 km / jour ( 339 120 / (24 x3600)= / 60 = 3,925 km /s).
B - 3925 m/s
C - 235,5 km / minute ( 235,5 / 60 = 3,925 km /s).
D - 3 m /s. Faux.
E - 14 130 km / h. (14130 / 3600) =3,6925 km / s )
Distance parcourue : 3 x(2 x3,14 x(36000 +6400) ~8 105 km
Durée : 2 jours ; vitesse moyenne : 8 105 / 2 ~4 105 km /jour.
Toutes les propoitions sont fausses.

Question 21
Un satellite géostationnaire ( altitude 36 000 km au dessus du sol ) a un mouvement de chute libre à une vitesse verticale v = 10 t.
A - la chute du satellite suivra un mouvement uniformément accéléré. Vrai.
La vitesse est une fonction affine du temps et a = dv / dt.
B - la chute durera 3600 s.. Faux.
C -la chute durera 36 s. Faux.
z = -½at2 +v0t +z0 avec z0=3,6 107 m. et v0 = 0 d'après l'énoncé.
0= -5t2+3,6 107  ; t ~2700 s.
D - l'accélération subie par le satellite sera proportionnelle au temps. Faux.
La vitesse est une fonction affine du temps et a = dv / dt.
E - la distance parcourue par le satellite sera proportionnelle au temps. Faux.


  

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