Nom: Prénom: A N ō carte d étudiant: Physique: 1 er Bachelier en Medecine 24 ao^ut 2012. Duree de l'examen: 3 h Avant de commencer a repondre aux questions, identiez-vous en haut de cette 1ere page, et verier que l'exemplaire contient bien 8 pages de questions. Ne pas dégrafer les pages! L'ecrit se compose de deux parties qui seront corrigees selon les modalites publiees anterieurement. Partie 1: chaque question (ou sous-question) correspond a 4 points sur 56. Partie 2 \de rep^echage": si corrigee, elle conduira a un bonus a ajouter a la note obtenue pour la partie 1. En cas de besoin, appelez un surveillant en levant la main. Aucune reponse ou explication ne sera transmise individuellement. Pour faciliter les calculs et les corrections, utilisez toujours g = 10 m s 2 et P atm = 10 5 Pa Et n'oubliez pas: - il est permis d'ecrire au crayon (pour faciliter vos corrections et modications). - la justication de votre reponse doit entierement gurer dans l'espace blanc accompagnant la question. - vos brouillons, qui ne seront pas lus a la correction, seront places dans l' prevu en bas de page ou au dos des pages. - les reponses numeriques nales doivent ^etre accompagnees de leurs unites. 1 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3 4-1 4-2 4-3 5-1 5-2 6 7 Partie 1: Partie 2 : /56 /20
Q 1: Boris arrive a l'ecole 35 minutes apres le debut de son premier cours! Il decide donc d'aller dans le plus proche magasin y acheter une creme glacee. Malheureusement lorsqu'il revient a l'ecole son deuxieme cours a deja commence. Immediatement il recourt chercher une deuxieme glace et prend le m^eme temps que precedemment. Lorsqu'il revient il s'apercoit qu'il lui reste 50 minutes avant le debut de la quatrieme lecon! A-t-il le temps d aller acheter et manger une troisième glace? Chaque cours, avec l'inter-cours, dure exactement 55 minutes. Faites un graphique espace-temps représentant les allées et venues de Boris, les différents moments de cours, etc... 01/06/2012 : 1
Q 2: Un bloc de m = 300 g est lance, a l'instant initial, sur une table horizontale avec une vitesse V 0 = 5 m s 1. Il parcourt une distance de 2 m puis il monte, ensuite, sur un plan incline a θ = 30. V 0 L=? 2 m θ Q2-1 : Le coecient de frottement dynamique vaut partout µ d = 0.3, quelle est la vitesse du bloc apres les 2 m de parcourt sur la table horizontale? Q2-2 : Combien de temps le bloc met-il pour eectuer les 2 m? Q2-3 : Le bloc continue a glisser sur le plan incline. On fait l'hypothese que la vitesse au bout des 2 m est la m^eme qu'en bas du plan incline. Quelle est la distance L parcourue sur le plan incline avant l'arr^et du bloc? 01/06/2012 : 2
Q 3: La Lune a une periode de rotation autour de la Terre de T = 27.32 jours. Q3-1 : Si l'orbite est consideree comme circulaire, quelle est la distance D T L entre la Terre et la Lune? (En cas d'oubli de la valeur de G, on rappelle que GM T = gr 2 T et que le rayon de la Terre R T = 6.4 10 6 m, ce qui permet de calculer la valeur de G) Q3-2 : Il existe un point X entre la Terre et la Lune ou la force de gravitation totale est nulle. Sachant que la masse de la Terre M T est 81 fois plus elevee que la masse de la Lune M L, determiner le rapport D T X /D TL, entre D T X : la distance entre le centre de la Terre et ce point X et D T L : la distance Terre-Lune. Q3-3 : Determinez la position du centre de masse G du systeme Terre-Lune, c'est a dire trouver le rapport D T G /D TL de la distance D TG entre le centre de la Terre et le centre de gravite G et la distance Terre-Lune D T L 01/06/2012 : 3
Q 4: Deux charge electriques q 1 = 2 10 6 C et q 2 (inconnue) sont placees respectivement en (0, 0) et en (6cm, 0) y +2 10-6 C P q 2 x Q4-1 : Au point P : (4cm, 0) le champ electrique total est nul. Determiner la charge q 2 (valeur et signe). Q4-2 : On place une charge q 2 = 4 10 6 C, determinez en quel point Q : (x, 0) le potentiel electrique est nul. Q4-3 : On choisit cette fois q 2 = +2 10 6 C, elle est placee immobile en (6cm; 0), elle est repoussee par q 1 jusqu'en (8cm; 0), que vaut alors son energie cinetique? 01/06/2012 : 4
Q 5: Un triangle est place, comme indique sur le schema, devant une lentille divergente de distance focale f = 3 cm (chaque division sur le schema fait 1 cm et dont l'axe optique est l'axe x, le centre de la lentille est en (0; 0)). Q5-1 : Dessinez l'image du triangle formee par cette lentille. A=(-4cm;2cm) B=(-5cm,-1cm) C=(-8cm,0cm) A C x B Q5-2 : Que ce passe-t-il avec l'image de ce triangle si le bas de la lentille est deplacee perpendiculairement a l'axe x vers le haut jusqu'a la position verticale du point A? 01/06/2012 : 5
Q 6: Un bloc de fer de masse M fer = 4 kg est a la temperature de T 1 = 1400 C. Quelle est la masse d'eau, a 10 C, necessaire: M eau pour le refroidir jusqu'a 50 C? (chaleur specique: C eau = 4185 J kg 1 K 1, C fer = 444 J kg 1 K 1 ) Q 7: Deux tuyaux de 2 cm de longueur et de sections dierentes sont soudes ensembles. De l'eau s'ecoule verticalement vers le haut avec un debit de D = 30 cm 3 s 1. La section en A est de S A = 6 cm 2 alors que en B: S B = 2 cm 2. Determinez, en negligeant la viscosite de l'eau, les valeurs suivantes: - l'energie cinetique par unite de volume en A - la vitesse d'ecoulement en B - la dierence de pression P A P B - si on tient compte de la viscosite, la nouvelle dierence de pression P A P B devrait ^etre comment par rapport a celle calculee precedemment (plus grande, plus petite, la m^eme,... expliquez)? B 2cm 2cm A 01/06/2012 : 6
Repêchage: question 1 (la reponse doit ^etre redigee strictement sur cette page: brouillons ailleurs!) Expliquez (a un etudiant de BA1 qui n'a pas compris) le(s) phenomene(s) physique(s) implique(s) lorsque l'on lance un objet en l'air en faisant un angle avec l'horizontal, comme un javelot ou un poids. 01/06/2012 : 7
Repêchage: question 2 (la reponse doit ^etre redigee strictement sur cette page: brouillons ailleurs!). Expliquez (a un etudiant de BA1 qui n'a pas compris) ce qu'est le concept de pression atmospherique, en y incluant le maximum d'informations pertinentes. 01/06/2012 : 8