chute d'un caillou ; ondes à la surface de l'eau. d'après concours manipulateur électroradiologie médicale Toulouse 2004 |
||||
|
||||
|
||||
|
Lors de l'électroargenture, de l'argent métallique est déposé sur un objet métallique. On plonge l'objet dans une solution de nitrate d'argent (Ag+ ; NO3-) où il joue le rôle d'une électrode, l'autre électrode est en argent.
corrigé à la cathode négative les ions argent se réduisent en argent métallique : Ag+ + e---> Ag (s) en conséquence l'objet à recouvrir d'argent doit constituer la cathode. à l'anode positive, le métal argent de l'électrode s'oxyde : Ag (s) -->Ag+ + e- Surface des deux faces du disque de rayon r= 0,1 m : S= 2pr² =2* 0,01*3,14 = 6,28 10-2 m². volume du dépôt d'argent : V= Se = 6,28 10-2 * 25 10-6 = 1,57 10-6 m3. masse du dépôt d'argent : Vm = 1,57 10-6 * 10,5 103=16,5 10-3 kg = 16,5 g. Qté de matière d'argent (mol) = masse (g) / masse molaire (g/mol) = 16,5 / 108 =0,153 mol en conséquence, d'après Ag+ + e---> Ag (s) la quantité de matière d'électrons est n(e) = 0,153 mol. La charge, en valeur absolue d'une mole d'électrons est : 6,02 1023*1,6 10-19 = 9,63 104 C Qté de matière d'électricité : Q= 9,63 104 * 0,153 = 1,47 104 C. Q(C)= I(A) t(s) : durée t = Q/ I= 1,47 104 / 0,05 = 2,95 105 s.
|
|||
Un enfant tient un caillou dans sa main, à une hauteur h= 1,00 m au dessus du sol. Il lâche le caillou et le laisse tomber.
corrigé Le caillou est lâché sans vitesse initiale. Le caillou est soumis à son poids, verticale vers le bas, valeur = mg et aux forces de frottements sur les couches d'air. référentiel terrestre supposé galiléen repère : origine le sol, axe Oz vertical vers le haut la seconde loi de Newton s'écrit dans ce repère : -mg= ma soit a = -g la vitesse est une primitive de l'accélération : v = -gt la position est une primitive de la vitesse : z= -½gt²+h. Le caillou, soumis uniquement à son poids, est en chute libre. Durée de la chute : au sol z=0 soit ½gt²= h ; t = [2h/g]½=[2/9,81]½= 0,451 s. vitesse au sol vsol = 9,81*0,451 = 4,43 m/s. énergie mécanique = énergie cinétique + énergie potentielle de pesanteur E = ½mv² + mgz Einitiale = mgh = 0,1*9,81*1 = 0,981 J Efinale= ½mv²sol =0,5*0,1*4,432= 0,981 J. Seul le poids travaille: en conséquence l'énergie mécanique du caillou est constante ( se conserve). |
||||
Un enfant laisse tomber un caillou dans un étang, perturbant la surface de l'eau. Un pécheur à la ligne se trouve non loin de là.
On reproduit l'expérience au laboratoire en utilisant un vibreur frappant la surface de l'eau d'une cuve à la fréquence f= 10 Hz.
corrigé On observe des rides circulaires à la surface de l'eau. Le centre des cercles est le point d'impact du caillou. Le mouvement du bouchon de la ligne du pécheur est un déplacement vertical ; le bouchon ne se déplace pas suivant l'horizontale, en conséquence l'onde ne transporte pas de matière ; l'onde transporte de l'énergie. phénomène observé : onde progressive périodique se déplaçant à la surface de l'eau. Le schéma est une photographie, en coupe,de la surface de l'eau à une date t donnée. célérité (m/s) = distance (m) / durée (s) v= 0,245 / 0,7 = 0,35 m/s. l = v T l : longueur d'onde en mètre ; v : célérité en m/s ; T : période temporelle en seconde. La période T est l'inverse de la fréquence T= 1/f = 1/10 = 0,1 s. l = v T = 0,35*0,1 = 0,035 m = 3,5 cm. Distance séparant les deux points : 23,75-15 = 8,75 cm 8,75 cm correspond à 8,75/3,5 = 2,5l = 5 l/2 Les deux points vibrent en opposition de phase : ils sont distants d'un nombre impair de demi longueur d'onde.
|
||||
|
||||
|