Physique Theorique · Collège Prive Bilingue Larousse · Séquence 3 · Tled · Janvier 2025
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Exercices, méthodes & corrigés (5)
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Méthodes et corrigés
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Exercice 1
Gravitation
5- Définir: référentiel géocentrique, satellite géostationnaire 2pts 6- Enoncer le théorème de Huygens 2pts 7- Choisir la bonne réponse par les propositions suivantes: 2pts 3.3- L'expression de l'altitude maximale h atteinte par un projectile lancé du sol avec une vitesse Vo qui fait un angle θ avec la verticale s'écrit : b) h = v0²sin²θ/g ; b) h = v0²cos²θ/2g ; c) h = v0²sin²θ/2g ; d) aucune réponse exacte 3.4- L'expression de la vitesse d'un satellite s'écrite : b) v = √(GM/Rr) ; b) V = √(GM/(Rr+h)) ; c) V = √(GM/Rr+h) ; d) aune réponse exacte 8- Répondre par Vrai ou Faux 2pts 4.1- Les lois de kepler s'appliquent aux planètes 4.2- Le champ gravitationnel terrestre est uniforme 4.3- La trajectoire d'un satellite géostationnaire est nécessairement dans le plan équatorial. 4.4- Les satellites géostationnaires évoluent à 34000km d'altitude.
8 ptsExercice 2
Gravitation
4- Champ électrique: / 2pts On place une charge q = -30.10⁻⁶C en un point A situé à 0,50m d'un point B 1.3- Représenter le vecteur champ électrique crée par cette charge du point B 1pt 1.4- Déterminer l'intensité de ce champ crée en B. on donne k = 9.10⁺⁹N.m².C⁻² 1pt 5- Analyse dimensionnelle / 2pts Voici trois expressions pour la période de révolution d'une sonde en orbite autour de la planète Mercure, où M est la masse de la planète et r le rayon de l'orbite circulaire de la sonde : T = 2π√(r³/GM) ; T = 2π√(GM/r³) ; T = 2π√(r/GM) ; Sachant que G a pour dimension L³M⁻¹T⁻². Donner la meilleure expression de la période T. 2pts 6- Forces et champ gravitationnel / 4pts Un satellite assimilé à un point matériel P de masse m'est situé sur l'axe Terre. Lune à la distance 42000km du centre T de la terre. Le vecteur unitaire u est dirigé de T vers P. 3.1- Représenter le vecteur champ de gravitation Gr/p crée par la terre au point P, puis donner expression vectorielle. 1pt 3.2- Calculer l'intensité de gr/p 1pt 3.3- On suppose maintenant que le satellite est situé à une distance x du centre T de la terre et que la distance est d = TL = 3,84 × 10⁵km 3.3.1- Exprimer la force gravitationnelle résultante F(x) exercée sur le point P par les deux astres. 1pt 3.3.2- Déterminer la distance au centre de la terre XE du point d'équigravité E où le satellite se trouve en équilibre. 1pt On donne : G = 6,710⁻¹¹USI
8 ptsPartie A
Énergie mécanique
Partie A: Mouvement d'un solide / 4pts La piste de lancement d'un projectile M comprend une partie rectiligne horizontale ABC et une portion circulaire CD, centrée en O de rayon r=1m, d'angle au centre α = 60° et telle que OC soit perpendiculaire à AC. Le projectile M, assimilable à un point matériel de masse m=0,5kg, est lancé suivant AB de longueur 1m avec une force constante F, horizontale et ne s'exerçant qu'entre A et B. 1/- En appliquant le théorème de l'énergie cinétique, déterminer l'intensité minimale à donner à F pour que le projectile quitte la piste en D. 1pt 2/- L'intensité de la force est égale à 150N. Donner la valeur numérique de la vitesse V avec laquelle le projectile quitte la piste en D. 1pt 3/- Donner l'équation de la trajectoire du solide au-delà de D dans un repère orthonormal d'origine D. 1pt 4/- Quelle est la hauteur maximale atteinte au-dessus de l'horizontale ABC? 1pt On néglige tous les frottements Donnée : g=10m/s²
4 ptsPartie B
Électricité
Partie B: Mouvement d'une particule / 4pts Une particule α (ion H2+), animée d'une vitesse Vo = 1500km/s est accéléré entre deux électrodes A et B distances de 10cm. 4- Quel doit être le signe de la tension UAB? 1pt 5- Donner la valeur de UAB Sachant qu'en B la vitesse de la particule est égale à 2000km/s. 1,5pt 6- En admettant que le champ électrique est uniforme entre A et B, calculer la durée du trajet AB. 1,5pt Donnée : mα = 6,64 × 10⁻²⁷kg
4 ptsSituation-problème
Cinématique
Evaluation des compétences / 16pts Situation-problème Lors des championnats du monde d'athlétisme, le vainqueur de l'épreuve du lancer du poids à la médaille d'or s'il parvient à propulser le boulet à plus de la distance D=20m de sa position initiale. L'essai de la Camerounaise MBANGO est modélisé par les caractéristiques dans les documents suivants : Doc 1 Doc 2 Pour simplifier les raisonnements on ne travaillera que sur le centre d'inertie G du boulet métallique dont le mouvement a lieu dans le plan vertical, en outre, au cours de son mouvement, le boulet est soumis uniquement à son poids et que dans cette région la valeur du champ de pesanteur est g=9,8m/s². Le boulet a quitté la main de l'athlète à la position indiquée dans le document. Dire si la camerounaise a eu la médaille d'or ou non.
16 ptsNote ma copiePremium
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