Physique · Collège Bilingue Montesquieu · Séquence 3 · Janvier 2025 · Tlecd
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Exercices, méthodes & corrigés (6)
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Méthodes et corrigés
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Exercice 1
Mécanique
1.1. Définir: Satellite géostationnaire, mouvement circulaire uniforme. 2pt 1.2. Dans quelles conditions un satellite peut-il être géostationnaire? 1pt 1.3. L'accélération du centre d'inertie d'un solide en mouvement sur un plan incliné rugueux est: ag = (g.sina-f)/m. Indiquer les grandeurs physiques qui interviennent dans cette relation et donner leurs unités dans le système internationale. 2pt 1.4. Répondre par vrai ou faux. 3pt a) L'accélération d'u.ne particule en mouvement dans un champ électrique dépend de la masse. b) Dans un référentiel galiléen « faire passer un corps d'un état de repos à un état de mouvement» nécessite une force. c) Dans un référentiel galiléen «maintenir un corps dans un mouvement tel que son centre d'inertie ait un vecteur vitesse constant» nécessite une force.
8 ptsExercice 2 - Partie 1
Gravitation
Les parties 1 et 2 sont indépendantes Partie 1: satellite géostationnaire / 4 points Données: Rayon de la terre R =6400 km; Intensité de pesanteur à la surface de la terre go =9.80 N/kg. Constante de la gravitation universelle G = 6.67×10-11 USI, Masse de la terre M₁ = 5.9736×1024 kg. Masse satellite ms= 300 kg Les satellites de télécommunication jouent un rôle fondamental dans la vie actuelle et ont permis de réduire le monde à un « village planétaire ». Ce sont, pour la plupart, des satellites géostationnaires. NB: Tous les résultats seront exprimés avec le nombre de chiffres significatifs appropriés 1.1. Calculer la force de gravitation que la terre exerce sur le satellite. 1pt 1-2 Soit h= 36000 km l'altitude d'un satellite géostationnaire. Calculer: a) la vitesse linéaire V du satellite. 1.5pt b) la période de révolution T du satellite. 1.5pt
4 ptsExercice 2 - Partie 2
Électromagnétisme
Partie 2 électron dans un Champ magnétique / 4points Un électron est envoyé avec une vitesse Vo horizontale de norme 2x107 m/s dirigée vers la droite dans une région de l'espace où règne un champ magnétique uniforme de norme B=10 mT, ,perpendiculaire au vecteur vitesse. On donne charge de l'électron e =-1,6x10-19C 2-1.: Faire une figure et précisez le sens du vecteur champ, pour que l'électron soit dévié vers le bas. 1.5pt 2-2. Donner les caractéristiques de la force de Lorentz qu'il subit et calculez sa norme. 1,5pt 2-3. Calculer le rayon R de la trajectoire de la particule 1pt
4 ptsExercice 3 - Partie A
Électromagnétisme
A. uniquement C Une particule a (He²+) pénètre dans le champ électrostatique uniforme créé par deux armatures parallèles.et horizontales de longueur I = 10cm et distantes de d= 6 cm. la particule pénètre au milieu des 2 armatures avec une vitesse vo = 3x10m/s qui fait un angle de 30° (vers le haut) avec l'horizontale. 1. Faire une figure soignée et préciser le signe des armatures pour que la particule soit déviée 2pts 2. On néglige le frottement et le poids de la particule. 2.1. Déterminer le vecteur accélération de la particule ainsi ses coordonnées dans Lin repère (Ox; Oy) 2pts 2.2. Déduire les équations paramétriques et cartésiennes (formule). 2pts 2.3. Préciser la nature du mouvement et de la trajectoire. 2pts
4 ptsExercice 3 - Partie B
Oscillations
B. UNIQUEMENT LA SERIE Cet D /8points pour la D et 4points pour la C L'enregistrement du mouvement d'oscillation Verticale d'un solide S de masse m, accroché à un ressort à spires non jointives a permis de tracer la courbe représentant les variations de l'abscisse x en fonction du temps. 1. Déterminer les valeurs de l'amplitude et de la période du mouvement de S. 2pts 2 Déterminer la phase à l'instant t = 0. 2pts 3 Ecrire l'équation horaire du mouvement. 2pts 4. l'oscillateur constitué d'un solide accroché à un ressort est-il harmonique ? Justifier votre réponse. 2pts.
PARTIE II
Mécanique
PARTIE II EVALUATION DES COMPETENCES /16 points Lors des championnats du monde d'athlétisme qui eurent li.eu à 1aris en août 2003, le vainqueur de l'épreuve du lancer de poids. a réussi un jet d'une longue distance Votre professeur d'EPS. M. MBALA souhaite étudier ce lancer. Il cherche à retrouver les conditions initiales avec lesquelles cette performance a pu être réalisée par le vainqueur de l'épreuve. Il dispose pour cela d'enregistrements relatifs à la vitesse du boulet (nom donné au « poids »). Pour simplifier, le mouvement du centre d'inertie du boulet dans le référentiel] terrestre où on définit le repère d'espace (O,x,y) où : Oy est un axe vertical ascendant passant par le centre d'inertie du boulet a l'instant où il quitte la main du lanceur. Ox est un axe horizontal au niveau du sol. L'origine des temps t = 0 est prise au moment du lancer du boulet où son centre d'inertie est situé à la distance verticale h du sol. L'entraineur a obtenu les graphes, en fonction du temps, des composantes horizontale Vx et verticale Vy du vecteur-vitesse instantanée (figures 1 et 2 en annexe). Pour chacun des graphes, les dates correspondant à deux points successifs sont séparées par le même intervalle de temps. 1 En utilisant les figures 1 et 2, aide le professeur de sport à retrouver les conditions initiales 2 Après avoir retrouvé les conditions initiales du lancer, M. MBALA a des doutes sur la fiabilité des enregistrements de vitesse. Proposer, une démarche scientifique au professeur qui lui permettra de vérifier que les courbes sont en accord avec les conditions initiales.
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