XV. Gravitation. La période de rotation de Jupiter autour du soleil est de 4335 jours. Calculez la vitesse angulaire de Jupiter.

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1 XV. Gravitation La période de rotation de Jupiter autour du soleil est de 4335 jours. Calculez la vitesse angulaire de Jupiter. Sachant que le rayon de l orbite de Jupiter est de km, calculez la masse du soleil. [G = Nm 2 kg 2 ] 1

2 XV. Gravitation Que vaut l accélération de la pesanteur à la surface de Jupiter, sachant que la masse de Jupiter vaut 1, kg et que son rayon est de km? 2

3 XVII. Oscillateurs harmoniques Un pendule est constitué d un fil de 2 mètres de longueur auquel est suspendue une masse de 2 kg. Calculez sa période. De quel facteur est multipliés sa fréquence pour une longueur de fil de 0.5 m? 3

4 XVII. Oscillateurs harmoniques Un pendule est constitué d un fil de 2 mètres de longueur auquel est suspendue une masse de 2 kg. La période du pendule est de 6.98 s sur la Lune, calculez g Lune. Calculez la masse de la Lune [R Lune = 1700 km, G = Nm 2 kg 2 ]? 4

5 XVII. Oscillateurs harmoniques Une masse de 1 kg est attachée à un ressort de k = 20 N/m. Pour le lancer, on écarte la masse de 10 cm par rapport à sa position d équilibre et on la lâche. On néglige les frottements. Quelle est l énergie mécanique totale de cet oscillateur? 5

6 XVII. Oscillateurs harmoniques Une masse de 1 kg est attachée à un ressort de k = 20 N/m. Pour le lancer, on écarte la masse de 10 cm. Quelle est la grandeur v max de la vitesse de la masse quand elle repasse à sa position d équilibre? Pour quelle(s) position(s) de sa trajectoire la masse présente t elle une vitesse v = v max /2? On prend x = 0 cm au point d équilibre. 6

7 XV. Ondes stationnaires On observe l onde stationnaire suivante : Sachant que L vaut 2 m et que la vitesse de l onde est de 5 m/s, calculez sa fréquence. L Quelle sera la fréquence minimale pour laquelle une onde stationnaire sera observée dans ce milieu? 7

8 XV. Ondes stationnaires Quelle sera la fréquence minimale pour laquelle une onde stationnaire sera observée dans ce milieu? L Quelle sera la longueur d onde pour laquelle on observe une onde stationnaire qui présentera 7 ventres (y compris le ventre de gauche)? 8

9 XV. Ondes - son La figure suivante représente le seuil d audition de l Homme en fonction de la fréquence. [I 0 = W/m 2, p 0 = Pa] Que vaut, en db, le seuil d audition pour des sons d une fréquence de 250 Hz? 9

10 XV. Ondes - son La figure suivante représente le seuil d audition de l Homme en fonction de la fréquence. [I 0 = W/m 2, p 0 = Pa] Calculez l intensité correspondante en W/m 2 à ce seuil d audition Calculez la pression correspondante. 10

11 XVIII. Ondes - effet-doppler -redshift Le moteur d une formule 1 émet un son de 300 Hz. Pour la retransmission télévisée, des micros sont placés le long de la piste. Quand la formule 1 se rapproche, le micro enregistre un son de 360 Hz. Quelle est la vitesse de la formule 1? [vitesse du son dans l air = 343 m/s] 11

12 XVIII. Ondes - effet-doppler -redshift Le moteur d une formule 1 émet un son de 300 Hz. Pour la retransmission télévisée, des micros sont placés le long de la piste. Quelle est la fréquence enregistrée par le micro quand la formule 1 s éloigne? [vitesse du son dans l air = 343 m/s] 12

13 XVII. Electrostatique moment dipolaire La molécule d ammoniac, neutre électriquement, a un moment dipolaire électrique de Cm. La liaison NH a une longueur de 1 Angstrom. La charge totale sur l azote est de 0.5 e. Quel est le sens du moment dipolaire? Calculez l angle la distance d. [e = C] d 13

14 XVII. Electrostatique moment dipolaire La molécule d ammoniac, neutre électriquement, a un moment dipolaire électrique de Cm. La liaison NH a une longueur de 1 Angstrom. La charge totale sur l azote est de 0.5 e. Que vaut l angle? d 14

15 XVII. Electrostatique - capacité Un physicien désire fabriquer un défibrillateur cardiaque en utilisant un condensateur de capacité C = 20 µf. Sachant que la charge accumulée sera de 0.1 C, calculez la différence de potentiel utilisée pour charger le défibrillateur. Quelle sera l énergie délivrée? Si cette dernière est délivrée en 5 ms, quelle sera la puissance correspondante? 15

16 XVIII. Electricité circuit RC Le condensateur d un circuit RC porte initialement une charge de 1 µc. Il perd 1/3 de sa charge en 1 seconde. Que vaut la constante de temps du circuit? Si la résistance utilisée est de 10 k, que vaut la capacité du condensateur? 16

17 XVIII. Electricité circuit RC Le condensateur d un circuit RC porte initialement une charge de 1 µc. Il perd 1/3 de sa charge en 1 seconde. Quelle charge portera le condensateur après 5 s? 17

18 XIX. Conduction nerveuse La longueur pour laquelle la résistance de fuite est égale à la résistance longitudinale est de 1 cm pour l axone myélinisé de mulot. Sachant que la résistance de fuite de 50 dm 2 de membrane myélinisée est de 100 et que le rayon de l axone est de 4 µm, calculez la résistivité de l axoplasme de mulot. 18

19 XIX. Conduction nerveuse Une différence de potentiel de membrane valant initialement V = 30 mv se déplace le long de l axone. Que vaudra cette différence de potentiel après 2cm d axone? A quel endroit de l axone a lieu la réamplification du signal? 19

20 XX. Magnétisme Un ion négatif (q = 2e) et de masse égale à 6 uma se déplace en MRU. Il entre dans une zone où règne un champ magnétique de 1 T perpendiculaire à un champ électrique dirigé vers le bas de 1000 N/C (voir schéma). [e = C, 1 uma = kg] La force électrique est dirigée vers : La gauche La droite Le haut Le bas La force magnétique est dirigée vers : La gauche La droite Le haut Le bas Que doit valoir la grandeur de la vitesse pour que la particule reste en MRU? v B E 20

21 XX. Magnétisme Un ion négatif (q = 2e) et de masse égale à 6 uma se déplace en MRU. Il entre dans une zone où règne un champ magnétique de 1 T perpendiculaire à un champ électrique dirigé vers le bas de 1000 N/C (voir schéma). [e = C, 1 uma = kg] Quelle différence de potentiel électrique devrait on utiliser pour conférer cette vitesse à l ion, s il est initialement au repos? B v E 21

22 XX. Magnétisme effets induits Dans le montage ci contre, la tige conductrice AC est déplacée à une vitesse v (elle est tirée par la force F ext ) pour que le circuit, dont la résistance R est égale à 4, soit traversé par un courant i = 0,25 A. Que doit valoir la tension induite pour observer ce courant? Que doit valoir la vitesse v? On donne l = 50 cm et B = 0,8 T. 22

23 XX. Magnétisme effets induits Le sens du courant i est il horlogique ou anti horlogique? 23

24 XXII. Physique nucléaire Après avoir injecté une solution de HSA (Human Serum Albumin) 99m marquée au 43Tc, un prélèvement de sang révèle une activité de 10Bq. Un deuxième prélèvement identique, effectué 6 heures plus tard, conduit à une activité de 2.5Bq. Quelle est la demi vie effective de la molécule radioactive? Quelle est la période biologique de la HSA, sachant que la demi vie du 99m Tc est de 6 heures? 43 24

25 XXII. Physique nucléaire Si le débit de dose initial est J 0 = Gray/s, quelle est la dose totale reçue dans le sang? (attention aux unités de temps utilisées) 25

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