DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE II :

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1 I.P.S.A. 5 / 9 rue Maurice Grandcoing Ivry Sur Seine Tél. : Date de l'epreuve : 20 avril 2013 Classe : AERO-1 A, B, C, D, E et F Devoir Surveillé Physique II Ph12 Professeur : BOUGUECHAL/LARBI/LEKIC Durée : 1h30 1 h 00 3 h 00 Sans (1) Notes de Cours Avec(1) Calculatrice NON programmable (1) Rayer la mention inutile NOM : Prénom : N de Table : DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE II : Répondez directement sur la copie. Inscrivez vos nom, prénom et classe. Justifiez vos affirmations si nécessaire. Il sera tenu compte du soin apporté à la rédaction. Si au cours de l épreuve, vous repérez ce qui vous parait être une erreur ou un oubli dans l énoncé, vous le signalez clairement dans votre copie et vous poursuivez l examen en proposant une solution. Le barème est donné à titre indicatif. NOM : NUMERO : :: PRENOM : : CLASSE : T.S.V.P. Page 1 / 8

2 Exercice 1 : Oscillations forcées mais pas que! (5 points) 1. L équation canonique d un oscillateur amorti subissant des oscillations forcées sinusoïdales est : a. b. c. d. e. f. aucune réponse 2. La solution de l équation différentielle d un oscillateur amorti soumis à des oscillations forcées est : a. la somme du régime apériodique et critique b. la somme du régime pseudo-périodique et transitoire c. le produit du régime transitoire et permanent d. la différence du régime transitoire et permanent e. le régime critique f. aucune réponse 3. Deux nombres complexes sont égaux si et seulement si : a. les arguments des deux complexes sont égaux b. les parties réelles des deux complexes sont égales c. les arguments des deux complexes sont opposés d. les deux complexes sont conjugués e. les arguments et les modules des deux complexes sont égaux f. aucune réponse 4. La pulsation de résonance d un oscillateur amorti soumis à une excitation extérieure peut s écrire : a. b. c. d. e. f. aucune réponse 5. Lorsque le coefficient d amortissement α = 0 : a. b. c. d. e. f. aucune réponse 6. L amplitude à la résonance est : a. minimale lorsque α est maximal c. nulle e. maximale lorsque α est minimal f. aucune réponse b. minimale lorsque α est nul d. maximale lorsque α est maximal Page 2 / 8

3 7. Le déphasage φ par rapport à l excitation sinusoïdale extérieure s obtient : a. en égalisant les parties imaginaires des deux complexes b. en égalisant les parties réelles des deux complexes c. en égalisant les deux arguments des deux complexes d. en calculant la tangente de la solution réelle e. en égalisant les modules des deux complexes f. aucune réponse 8. La bande passante à -3dB est obtenue pour : a. b. c. d. e. f. aucune réponse 9. Le facteur de qualité d un oscillateur est : a. b. c. d. e. f. aucune réponse 10. Le décrément logarithmique est donné par : a. b. c. d. e. f. aucune réponse Cochez la bonne case EXERCICE 1 a b c d e f points Page 3 / 8

4 Exercice 2 : Valeur en eau d un calorimètre ( 5 points ) Un calorimètre contient 1000 g d eau à 15 C. On y verse 1000 g d eau à 65,5 C. La température du mélange est à l équilibre thermique de 40 C. a) Etablir l expression mathématique de la capacité thermique totale du calorimètre C. b) Calculer cette capacité thermique et donner son unité dans le système international. c) Donner l expression de la valeur en eau du calorimètre. d) Calculer cette valeur et donner son unité. Données : c eau = 4,18 kj.kg -1.K -1 Page 4 / 8

5 Exercice 3 : Capacité calorifique massique de l aluminium (5 points) Un calorimètre de valeur en eau μ = 50 g contient 200 g d eau et un bloc d aluminium de masse 140 g. La température initiale étant 15 C, on ajoute 350 g d eau à 60 C. La température finale est de 40 C. a) Etablir l expression mathématique de la chaleur massique de l aluminium. b) Calculer cette chaleur massique et donner son unité. Données : c eau = 4,18 kj.kg -1.K -1 Page 5 / 8

6 Exercice 4 : Bouilloire électrique (5 points) On dispose de 1 L d eau initialement à 10 C de masse volumique ρ = 1 kg/l. a) Calculez la quantité de chaleur Q nécessaire pour commencer à faire bouillir cette quantité d eau initialement à 10 C sous la pression atmosphérique. b) En combien de temps cette eau va-t-elle bouillir si l on place celle-ci dans une bouilloire électrique qui a pour puissance P = 1 kw? Données : c eau = 4,18 kj.kg -1.K -1 Page 6 / 8

7 Exercice Bonus : Equations différentielles ( 2 points ) Résoudre les équations différentielles suivantes : a) On prendra x(0) = 5 et b) On prendra x(0) = 5 et Réponse : Page 7 / 8

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