Physique, concours TSEEAC technicien supérieur de l'aviation 2021.

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Partie 1. Mouvement d'un système.
Un lycéen emprunte régulièrement un ascenseur. Il remarque qu'il se sent plus lourd quand l'ascenseur se met en mouvement mais au contraire il se sent plus léger quand l'ascenseur ralentit avant l'arrêt.
Il place une balance dans un ascenseur à l'arrêt. Une masse de 100 g est mise sur le plateau. l'ascenseur démarre. Pendant les 5 premières secondes de la montée, la balance affiche 109,1 g.
Durant les 10 s suivantes, la balance affiche 100 g.
Durant les 5,0 s avant l'arrêt, la balance affiche 90,8 g.
Un lycéen réalise l'expérience suivante :
Une balance électronique affiche zéro quand le plateau est vide.
Il place sur le plateau une masse de 100 g et vérifie que la balance indique bien 100,0 g.
Il relie la masse à un dynamomètre, dispositif capable d'exercer une force verticale FD vers le haut, dont on peut faire varier la valeur.
Il effectue la série de mesures suivante :
FD(N)
 0
 0,1
 0,2
 0,3
 0,4
 0,5
 0,6
 0,7
 0,8
 0,9
Masse affichée (g)
 100
 89,8
 79,6
 69,4
 59,2
 49,0
 38,8
 28,6
 18,5
 8,3
Pour des valeur de FD  supérieure à 0,9, la masse décolle du plateau.
On note FB ( R sur le schéma) la foce que le plateau de la balance exerce sur la masse.



Question 16.
A. FB est verticale vers le bas.
B. FB est verticale vers le haut. Vrai.
Quand FD = 0 :
C. FB = 0,98 N. ( 0,100 x9,8 =0,98 N) Vrai.
D. FB = 980 N.

Question 17.
Quand FD = 0,7 N, FB vaut : A : 0,28 vrai ;  B. 0,98 N ; C. 979,3 N ; D.980 N.
mg-FD =0,1 x9,8 -0,7 =0,28 N.

Question 18.
Quand FD = 0,7 N, la valeur de la force totale subie par la masse est :
A. nulle vrai ; B égale à 0,28 N ; C. égale à 0,7 N ; D. égale à 0,98 N.

Question 19.
Dans l'expérience de l'ascenseur, par rapport à un référentiel terrestre, quand la balance affiche 109,1 g, la force totale subie par la masse a les propriétés suivantes :
A. elle est nulle.
B. elle est verticale vers le bas.
C. elle est verticale vers le haut. Vrai.
D. sa valeur est comprise entre 0,08 N et 0,09 N. Vrai.

Au départ, l'accélération est positive. La balance affiche FB / g soit FB =0,1091 x9,8 ~1,07 N.
P = mg = 0,1 x9,8 = 0,98 N.
1,07-0,98 ~0,089 N.

Question 20.
Quand la balance affiche 109,1 g, si à un instant donné la vitesse de la cabine a une valeur de 1,0 m /s, 0,5 s plus tard cette valeur devient comprise entre :
A. 0 et 0,3 m /s.
B. 0,3 et 1 m /s. C. 1 et 3 m /s. Vrai.
D. 3 et 10 m /s.
ma = 0,089  N ; a = 0,089 / 0,1 =0,89 m s-2 ; a =  Dv / Dt ; Dv =0,89 x0,5 ~0,45 m /s.
v(t+0,5) = 1,0 +0,45 =1,45 m/s.

Question 21.
Quand la balance affiche 90,9 g, si à un instant donné la vitesse de la cabine a une valeur de 1,0 m /s, 0,5 seconde plus tard la valeur devient comprise entre :
A. 0 et 0,3 m /s.
B. 0,3 et 1 m /s. Vrai.
 C. 1 et 3 m /s.
D. 3 et 10 m /s.
FB =0,0909 x9,8 ~0,89 N.
P = mg = 0,1 x9,8 = 0,98 N.
ma =0,89-0,98 ~ -0,09 N.
a = -0,09 /0,10= -0,9 m s-2.
 a =  Dv / Dt ; Dv = -0,9 x0,5 ~ -0,45 m /s.
v(t+0,5) = 1,0 -0,45 =0,55 m/s.


 Question 22.
Sur ce graphe, la valeur de vmax est comprise entre :
A. 4 et 20 m /s. Vrai.
B. 20 et 60 m /s.
C. 80 et 200 m /s.
D. 200 et 600 m /s.
Entre 0 et 5 s, v = at avec a = 0,89 m s-2 ( voir question 20).
v =0,89t ; vmax = 0,89 x5 =4,45 m /s.

Question 23.
La distance parcourue par la cabine est comprise entre :
A. 10 et 30 m.
B. 30 et 100 m. Vrai.
C. 100 et 300 m.
D. 300 et 1000 m.
Entre 0 et 5s ( ou entre 15 et 20 s), la distance parcourue est : ½at2 =0,5 x0,89x52 =11,125 m.
Entre 5 et 15s, la distance parcourue est : 4,45 x10 = 44,5 m.
Total : 11,125 +44,5 +11,125 =66,75 m.

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 Partie II. Aspects énergétiques des phénomènes électriques.
On utilise le montage suivant pour déterminer la caractéristique d'une source réelle de tension fem E et résistance RS). En faisant varier R, on mesure les grandeurs suivantes :
R ohm
 1000
 700
 300
 100
intensité (mA)
 8,08
 11,35
 26,8
 74,3
tension (V)
 8,32
 8,29
 8,13
 7,66

Question 24.
RS est comprise entre :
A. 2 et 6 ohms.
 B. 6 et 20 ohms. Vrai.
 C. 20 et 60 ohms.
 D. 60 et 200 ohms.
U = E-RS I ; RS = 10 ohms. E = 8,4 V.

Quand U varie de 8,32 à 7,66 V, l'intensité varie de 8,08 10-3 A à 74,3  10-3 A.
RS = (8,32 -7,66 ) / (0,0743-0,00808) ~ 10 ohms.

Question 25.
La tension E est comprise entre :
A. 1 et 2 V.
B. 2 et 5 V.
C. 5 et 10 V. Vrai.
D.10 et 20 V.
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Question 26.
Quand la source réelle délivre 50,0 mA, elle fournit une puissance comprise entre :
A. 0,2 et 0,6 W. Vrai.
B. 0,6 et 2 W.
C. 2 et 6 W.
D. 6 et 20 W.
P = E I = 8,4 x0,050 =0,42 W.

Question 27.
La source réelle fonctionne pendant 10,0 min ; elle fournit une énergie comprise entre :
A. 3 et 6 J.
B. 10 et 30 J.
C. 30 et 100 J.
D. 100 et 300 J. Vrai.
E = P Dt = 0,42 x10 x60 =252 J.

Partie III. La lumière : images.
Question 28.
On place un objet réel AB à 30,0 cm d'une lentille mince convergente. On obtient une image réelle A'B' à une distance de 45,0 cm de l'objet. La distance focale de la lentille est comprise entre :
A. 6 mm et 2 cm.
B. 2 cm et 6 cm.
C. 6 cm et 20 cm. Vrai.
D. 20 cm et 60 cm.

Question 29.
Pour former à l'aide de cette lentille une image réelle d'un objet réel avec un grandissement de -4, il faut placer la lentille entre :
A. 6 et 10 cm de l'objet.
B. 10 cm et 20 cm de l'objet. Vrai.
C. 20 cm et 30 cm de l'objet.
D. 30 cm et 60 cm de l'objet.

Question 30.
Dans un programme Python permettant de faire des calculs en optique géométrique, on trouve la fonction suivante :
def calcule (x1, x2) :
unsurr =1 /x1+1 /x2
r = 1/unsurr
return r
Cette fonction permet de calculer :
A. mesure algébrique de OA' en fonction de la distance focale de la lentille et de la mesure algébrique de OA. Vrai.
B. la distance focale de la lentille.
C. mesure algébrique de OA en fonction de la distance focale de la lentille et de la mesure algébrique de OA'.
D. la distance entre un objet et son image.

  
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