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Q 41 : Lentille
convergente. Réponse C.
Q
42 : 23592U ---> 23190Th + 42He. Réponse D.
L'énergie libérée est emportée par la particule alpha (
majoritairement ) et le noyau fils sous forme cinétique.
4,195 +0,072 ~4,27 MeV.
Q 43 : Sonar.
Réponse B.
La
profondeur est égale à célérité des ondes ultrasonores
multipliée par la durée de l'aller entre le fond et
l'émetteur.
h = 1500 *0,20 = 300 m.
Q 44 : Niveau
acoustique. Réponse D.
L = 100 dB. L'intensité sonore est égale à : I = I0
100,l L avec I0 = 10-12
W m-2.
I = 10-12 * 1010 = 10-2
W m-2.
Q45 : Effet
Doppler. Réponse D.
On
considère une source sonore S qui se déplace rectilignement à la
vitesse v, en direction d'un récepteur immobile au point O. S émet des
bips sonores qui se succèdent périodiquement : soit f la fréquence
d'émission et T la période correspondante. On note d la distance qui
sépare S de O, à la date t1 d'émission du
premier bip
sonore. Le son se propage à la célérité c.
Donner
la relation entre T et f.
La période T ( s) est égale à l'inverse de la fréquence f (Hz) : T =
1/f.
Ecrire t'
la date de
réception du premier bip en O.
Le son parcourt la distance d à la célérité c : t' = d /c + t1.
Ecrire
t" la date de
réception du second bip en O.
La source parcourt la distance vT en T seconde.
Distance entre la source S et O lors de l'émission du second bip : d2
=d-vT
Le son parcourt la distance d2
à la célérité c : t" = d2 /c + t1+
T = (d-vT) / c+
t1+ T
Ecrire
T ' la
période du son reçu en O.
T ' = t"-t' =(d-vT) / c+
t1+ T-(
d /c + t1)
T ' =T -vT / c = T
( 1-v/c).
Q 46 : Spectre
d'émission d'une étoile. Réponses A, B, C.
L'analyse de ce spectre permet de connaître :
- la composition
chimique de "l'atmosphère" de l'étoile : les astronomes
ont remarqué dès le XVIIIe siècle la présence de fines bandes noires
dans la lumière solaire. Il manque des couleurs très précises et
spécifiques, comme si elles ne nous étaient pas parvenues. Après
quelques tâtonnements, ils ont compris que ces raies sombres
trahissaient la présence d'éléments chimiques sur le trajet des rayons
lumineux. Joseph von Fraunhofer fut le premier en 1814 à observer ces
disparitions de lumière et à les attribuer à un phénomène d'absorption
par un gaz situé entre la source d'émission et l'observateur.
- sa vitesse de déplacement : l’observateur
mesure la longueur d’onde l0
du signal lumineux émis par une source immobile.
L’observateur
mesure la longueur d’onde l’ du signal
lumineux émis par la même source s’éloignant à la vitesse v.
On
obtient l'
> l0.
- sur la température de l’étoile : plus une étoile est chaude, plus son spectre
s’étend sur le violet.
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Q 47 : Ondes
mécaniques progressives. Réponses A, C, E.
Une
onde mécanique transporte de l'énergie ( sans transport de matière) ;
la fréquence est constante quel que soit le milieu de propagation ;
dans un milieu non absorbant, l'ampliude de cette onde reste constante.
Une onde mécanique nécessite un milieu de propagation : en particulier
une onde sonore ne se déplace pas dans le vide.
Q 48 : mouvement rectiligne
uniforme. Réponse C.
Le
système étudié est constitué par le dernier wagon. Il est soumis à son
poids ( verticale vers le bas,valeur mg ), à l'action normale du plan,
opposée au poids, à une force de frottement f supposée constante (
valeur 100 *50 = 5 000 N = 5 kN) et à l'action de l'avant dernier
wagon. Lors d'un mouvement rectiligne uniforme, la somme vectorielle
des forces est nulle.
Q 49 : fronde.
Réponse C.
Le poids de la pierre ( Mg = 0,25*10 ~2,5 N) est négligeable devant F.
Q 50 : 3è loi
de Kepler. Réponse E.
Q 51 : vol parabolique.
Réponse B.
L'airbus
" zéro G" qui est en vol horizontal à 6300 m d'altitude monte en se
cabrant à 47°. Il est alors en hyper pesanteur [...]. Le pilote diminue
ensuite la poussée des réacteurs de façon à juste compenser le
frottement de l'air et l'avion entre en phase de chute libre dès 8000 m
puis il retombe ( phase descendante de la parabole). Après avoir remis
les gaz à 8000 m et retrouvé une phase d'hyper pesanteur l'avion
reprend son vol horizontal à 6300 m. L'opération dure environ 1 min
pour obtenir 25 s d'impesanteur ou micropesanteur.
http://www.educnet.education.fr/orbito/pedago/zerog/zerog2.htm
v0
= 540 km/h = 540 / 3,6 = 150
m/s ; cos 47 ~0,7 ; v0 cos
47 ~ 100 m/s ; v0
sin 47 ~110 m/s.
La trajectoire du centre
d'inertie de l'avion passe par un extrémum : dz(t)/dt = vz
= 0. La tangente à la trajectoire en S, et en conséquence le vecteur
vitesse sont horizontaux. vz(t) =-gt + v0
sin 47 = -10 t +110. Au point S, t ~ 11 s.
Le
vecteur position est une primitive du vecteur vitesse.
x(t) = vx(t) t + constante = v0
cos a t + constante.
La constante d'intégration est déterminée par la position initiale :
x(t=0) = 0 ; x(t)
=v0
cos a t = 1,0 102 t.
z(t) = -½gt2
+ v0
sin a t +
constante.
La constante
d'intégration est déterminée par la position initiale : z(t=0) = z0
;
z(t) = -½gt2
+ v0
sin a t +z0 =
-5 t2 +1,1 102 t +8,0 103.
Au point S : z(t= 11) =-5 *112
+1,1 102 *11 +8,0 103
~8,6 103 m ~8,6 km.
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Q 52 : particule chargée dans un champ électrique. Réponse E.
Le poids de la particule est négligeable devant la force électrique F.
Q 53 : vitesse du son dans l'acier. Réponse D.
Dans le gaz, la durée du parcours est t1 = d / v1 = 1000 / 500 = 2,00 s.
Dans l'acier, la durée du parcours est t2 = d / v2 = 1000 / v2 = 2,00-1,72 =0,28 s.
v2 = 1000 / 0,28 =3,57 103 m/s = 3,57 km/s.
Q 54 : autonomie d'un véhicule électrique. Réponse C.
Le
mouvement étant rectiligne uniforme sur route horizontale, la valeur de
la force motrice est égale à la valeur de la force de frottement.
v = 72 / 3,6 = 20 m/s ; F = 15*20 = 300 N.
Puissance de la force motrice : F v = 300 *20 = 6000 W = 6 kW.
Puissance électrique convertie en puissance mécanique : 18*0,7 = 12,6 kW.
Autonomie : 12,6 / 6 = 2,1 h soit 2,1*72 ~150 km.
Q 55 : énergie interne et travail. Réponse A.
Le
système est le mélange essence + air. Il reçoit un transfert thermique
positif Q = +40 kJ et fournit ( cède au milieu extérieur ) un travail
compté négativement W = -27 kJ.
La variation d'énergie interne DU est égale à la somme du travail cèdé à l'extérieur ( W = -27 kJ) et du transfert thermique reçu Q = 40 kJ.
DU = +40-27 = +13 kJ.
Q 56 : durée du chauffage de 2 kg d'eau. Réponse C.
Puissance électrique convertie en puissance thermique utile : 2100*0,8 =1,68 103 W.
Energie reçue par l'eau sans changement d'état physique : Q = mc (qfin-qdébut) =2*4,2 103(100-20) = 6,72 105 J.
Durée du chauffage : 6,72 105 / (1,68 103 )= 400 s = 6 min 40 s.
Q 57 : dualité onde corpuscule. Réponse E.
l : longueur d'onde ; h : constante de Plank ; p : quantité de mouvement. l = h/p ou p = h / l.
Q 58 : laser. Réponse B.
E = h c / l = 6,63 10-34 *3,0 108 / (300 10-9) =6,63 10-19 J
6,63 10-19 / (1,6 10-19)~ 4 eV.
Q 59 : Relativité restreinte. Réponses D E.
Q 60 : Signal numérique. Réponses B C.
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