Physique, concours technicien ministère de l'économie et des finances 2021.

Réaction nucléaire solaire.
46. Qu'indique le symbole ^A_ZX ?
X : symbole de l'atome ; Z : numéro atomique, nombre de protons du noyau ; A : nombre de nucléons.
47. Qu'appelle t-on isotopes ? Citer des isotopes.
Des isotopes ne diffèrent que par leur nombre de neutrons ; ils ont le même numéro atomique.
¹²C et ¹³C ; ¹⁸O et ¹⁵O ; ¹⁴N et ¹⁵N ;
48. Suivant quel type de radioactivité se désintègre le noyau ¹³N ?
¹³₇N --> ¹³₆C +⁰₁e. Radioactivité de type béta +.
49. Quelles sont les natures des rayonnements g et de la particule alpha ?
Respectivement onde électromagnétique et noyau d'hélium.
50. Quelles sont les deux lois que vous utilisez pour équilibrer l'équation bilan d'une réaction nucléaire ?
Conservation de la charge et conservation du nombre de nucléons.
51. Ecrire les équations bilan des 6 réactions constituants la chaine circulaire fermée du cycle de Berthe.
¹²C+¹H --> ¹³N + g.
¹³₇N --> ¹³₆C +⁰₁e.
¹³₆C+ ¹H --> ¹⁴N + g.
¹⁴N + ¹H --> ¹⁵O + g.
¹⁵O -->¹⁵N +⁰₁e.
¹⁵N + ¹H --> ¹²C +⁴He.
52. Etablir l'équation bilan globale du cycle de Berthe. De quel type de réaction nucléaire s'agit-il ?
Fusion de 4 noyaux d'hydrogène en un seul noyau d'hélium 4¹H --> ¹⁴He + énergie.

Mouvement sur un plan incliné.
Un solide de masse m = 500 g est lancé vers le haut de la ligne de plus grande pente d'un plan incliné d'un angle a = 30°. Le lanceur lui a communiqué au départ au point A une énergie cinétique de 26 J.Tout au long du plan incliné de longueur L = AB = 2,0 m, il subit une force de frottement constante f = 10 N opposée au vecteur vitesse. g = 10 m s^-2.
On donne le spectre infrarouge du para-aminophénol et celui du produit synthétisé.
53. Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur le solide et les représenter sur un schéma.
Poids, verticale vers le bas, valeur mg ;
action du plan, perpendiculaire au support, vers le haut, valeur mg cos a ;
frottement, parallèle au plan, sens opposé au vecteur vitesse, valeur 10 N.

54. Exprimer et calculer le travail de chacune de ces forces sur le parcours AB.
Travail résistant du poids en montée : mg AB cos( a+p/2) = 0,5 x10 x 2 x cos 120 = -5,0 J.
L'action du plan, perpendiculaire au plan, ne travaille pas.
Travail résistant des frottement : - f AB = -10 x 2,0 = -20 J.
55. Vérifier que la vitesse en B est 2,0 m /s.
Théorème de l'énergie cinétique entre A et B : ½mv²_B-½mv²_A = somme des travaux des forces.
½mv²_B=½mv²_A + somme des travaux des forces = 26 -25 = 1 J.
v²_B= 2 x1 / 0,5 =4 ; v_B = 2,0 m /s.
56. Calculer la composante de l'accélération le long de AB.
Ecrire la relatioon fondamentale de la dynamique suivant AB :
ma = -mg sin a -f ; a = -g sin a -f / m = -10 sin 30 -10 /0,5 = -5 -20 = -25 m s^-2.
57. Calculer la durée du trajet AB.
Vitesse, primitive de l'accélération : v = at +v_A.
26 = ½m v²_A ; v²_A =52 / 0,5 = 104 ; v_A ~10,2 m /s.
v = -25t +10,2.
En B : 2,0 = -25 t +10,2 ; 25 t =10,2 -2 ; t ~ 0,33 s.