Physique Theorique · Collège Mongo Beti · Séquence 4 · Mars 2025 · Tlec
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Exercices, méthodes & corrigés (3)
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Méthodes et corrigés
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Exercice 1
Électricité
1- Définir: Satellite géostationnaire,condensateur. 2- Dans quel cas considéré-t-on le champ de gravitation terrestre comme Constant ? 3- Enoncer: A) le théorème du centre d'inertie. B) 1ère loi de Newton sur le mouvement 4- Quelles sont les unités de la fréquence et de l'impédance dans SI? 5- Quelles sont les caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdales que l'on peut mesurer avec un oscillographe ? 6- Répondre par Vrai ou Faux 6.1- Pour un satellite géostationnaire, la période de révolution est égale à une période de rotation de la Terre 6.2- La période propre T d'un circuit (L, C) est égale à 2π √LC 7- Questions à choix (QCM) 7.1- Dans le repère de Frenet, t est un vecteur unitaire a) Orthogonal à n et orienté vers l'intérieur de la trajectoire b) Orthogonal à n, tangente à la trajectoire et orienté dans le sens contraire au mouvement. c) Orthogonal à n, tangente à la trajectoire et orient dans le sens du mouvement. 7.2- Parmi les expressions ci-dessous, laquelle convient à l'impédance Z du circuit RLC a) Z=U/I; b) Z=U x I; c) Z=U/I
8 ptsExercice 2
Oscillations
1- Condensateurs Un condensateur de capacité C est chargé sous une tension constante UAB = U(U > 0) on donne: C=2,5 μ F U=20V 1-1 Calculer les charges portées par les armatures A et B 1-2 Calculer l'énergie emmagasinée par le condensateur. 2- Oscillations libres non amorties Un circuit comprend un condensateur de capacité C et une bobine, d'inductance L= 10mH et de résistance négligeable. Il est le siège d'oscillations électriques La tension aux bornes du condensateur est en volts UAB = 5 cos 100πt, le temps t étant en secondes 2.1- Préciser l'amplitude de tension, aux bornes du condensateur la pulsation, la période et la fréquence des oscillations 2.2- Déterminer la tension aux bornes de la bobine 2.3- Exprimer l'intensité du courant en fonction du temps 2.4- Calculer la capacité C du condensateur 3- Oscillation forcées 3.1- Un conducteur ohmique de 200Ω est branché aux bornes d'un GBF imposant à ses bornes une tension sinusoïdale d'amplitude Um = 311V et de fréquence 50Hz. Quelle est l'intensité efficace du courant dans ce circuit ? 3.2- Quelle est la capacité du condensateur qui branché aux bornes du GBF précédent possède la même impédance que celle du conducteur ohmique ? 3.3- On associe en série les trois dipôles précédents. GBF, conducteur ohmique et condensateur. Calculer a) L'impédance du circuit b) L'intensité efficace du courant c) La phase de la tension par rapport à l'intensité
8 ptsExercice 3
Oscillations
1- Pendule simple Un pendule simple est constitué par un fil de longueur l=1m, auquel est fixé une petite bille d'acier de masse m=80g. Le pendule est suspendu en son extrémité O et peut osciller autour d'un axe horizontal passant par O. la bille est abandonnée sans vitesse initiale, fil tendu d'un point A tel que l'angle entre OA et la verticale soit θ = 50° 1.1) Calculer la vitesse VB de la bille, supposée ponctuelle lors du passage par position d'équilibre B. 1.2) Calculer la tension TB du fil lorsque la bille passe par B. On donne: g = 9,8m/s² 2- Pendule de torsion Une tige E1 E2, horizontale, traverse une barre AB au niveau de son centre d'inertie G. une soudure en G, lié rigidement la barre AB à la tige E1 E2. La tige E1 E2 à une masse négligeable devant celle de AB. Les extrémités de la tige E1 E2 sont fixées à un support rigide. Les constantes de torsion de GE1 et GE2 sont respectivement C1 = 8.10-2N.m.rad-1 et C2=6.10-2N.m.rad-1 Lorsque AB est en équilibre, les deux portions de la tige ne sont pas tordues. On tourne la barre AB de 90° autour de l'axe horizontal A, matérialisé par E1 E2 et on la laisse aller sans vitesse. 2.1) Montrer que l'oscillateur en rotation autour de A est harmonique. On néglige les frottements 2.2) Sachant que sa période propre est T=0,70s, quel est le moment d'inertie de la barre AB par rapport à Δ? 2.3) Quelle est la vitesse curviligne maximale Vmax du point A ? Ce point est situé à la distance l=20cm de l'axe A. 3) circuit RLC Un dipôle (R, L, C) série comprend un conducteur ohmique de résistance R=40Ω, une bobine d'inductance L, un condensateur de capacité C=10 μF. Ce, dipôle est alimenté par une tension sinusoïdale de fréquence f=310Hz. Pour quelle valeur de L la tension aux bornes du dipôle est-elle en opposition de phase avec l'intensité du courant ?
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