2017
Un mobile subit un mouvement à une dimension le long de l’axe x. On suppose qu’au temps t = 0 qui est le moment où on enclenche le chronomètre, ce mobile se trouve en x = +5m (x = 0m coïncidant avec l’origine de l’axe). Sur le graphique ci-dessous, on représente la vitesse v de ce mobile en fonction du temps t . Considérons un objet qu’on lance horizontalement (d’une certaine hauteur par rapport au sol) avec une vitesse v. Notons ∆t le temps de « vol » de l’objet. La distance horizontale parcourue par cet objet, c’est-à-dire la portée, est notée ∆x. On considère que les frottements de l’air sont négligeables. Sur le dessin, la voiture descend le plan incliné à vitesse constante. Quel est le diagramme des forces (agissant sur la voiture) se rapportant à cette situation ? Deux blocs peuvent glisser sans frottement sur les plans inclinés AB et AB’ représentés ci-dessous. Lâchés du point A sans vitesse initiale, ils arrivent en B et B’ avec des vitesses v et v’. Sachant que OB’ = 2×OB, quelle est la relation correcte entre ces deux vitesses ? La puissance par unité de surface (l’intensité) d’une onde sonore à une distance R de la source (supposée ponctuelle) est : Une onde harmonique se propage le long d’une corde. Les dessins ci-dessous donnent la forme de la corde aux temps t = 0 s et t = 0,2 s. Parmi les valeurs de la fréquence f données ci-dessous, indiquez celle qui est correcte ? Si une image est virtuelle, alors : Une lentille mince en verre est utilisée dans l’air. Un objet est placé sur son axe principal en un point tel que son image est renversée et de même taille que cet objet. Si l’on éloigne l’objet du centre optique de la lentille le long de son axe principal : En passant de l’air dans l’eau, un faisceau de lumière jaune se réfracte.Parmi les propositions suivantes, laquelle est correcte ? Quand deux charges électriques de signes contraires (q1 = +1 C et q2 = ⎯3 C) sont mises en présence, des forces f1 et f2 s’exercent sur chacune d’elles. Quel est le schéma qui correspond à ces forces ? Lorsqu’une particule portant une charge électrique est soumise à un champ électrique, la force qu’elle subit de la part de celui-ci est proportionnelle à la charge et : Voici cinq affirmations relatives au passage du courant électrique dans un groupement de deux résistances mises en séries : Parmi les propositions suivantes, laquelle est correcte ? Question 1
Parmi les propositions suivantes concernant l’accélération du mobile, laquelle est correcte ?
Question 2
Parmi les affirmations suivantes, laquelle est correcte ?
Question 3
Question 4
Question 6
Question 8
Question 9
Question 10
Question 11
Question 12
Question 13
Question 14
2019
On considère le mouvement rectiligne d’un mobile. Le graphique ci-dessous représente la vitesse du mobile en fonction du temps sur une durée de 12 secondes. Quelle est la distance parcourue par le mobile pendant ces 12 secondes ? Un projectile est lancé sous un angle de 45° par rapport à l’horizontale. On néglige la résistance de l’air.
On considère deux véhicules se trouvant sur une même route horizontale rectiligne. Que pouvons-nous déduire du graphique x(t) présenté ci-dessus donnant pour chaque véhicule sa position en fonction du temps ?
Un ascenseur, initialement au repos au rez-de-chaussée d’un bâtiment, monte et s’arrête au 5 e étage. Une personne pousse à vitesse constante une caisse de 10 kg pour la faire monter le long d’un plan incliné en exerçant une force musculaire F⃗ de 200 N parallèle au plan incliné. Le plan incliné a une hauteur de 3 m et une longueur de 5 m. Une personne pousse un chariot de 10 kg sur le parking horizontal d’un supermarché à la vitesse de 1 m/s. On néglige les frottements. Quel travail cette personne doit-elle fournir pour augmenter la vitesse du chariot jusqu’à 3 m/s ? Une puissance P est requise pour soulever verticalement un corps d’une hauteur h à une vitesse constante v. Un bloc de 50 kg repose sur une surface horizontale. On tire ce bloc à l’aide d’une corde avec une force horizontale constante de 400 N. Sachant qu’il adopte alors un MRUA dont l’accélération est de 2 m/s2 , calculez le coefficient de frottement cinétique entre le bloc et la surface (g = 10 m/s2 ). Si la force horizontale que Monsieur T. exerce sur une caisse est multipliée par 2 mais que celle-ci reste immobile, la force de frottement qui s’exerce sur la caisse... Un parachutiste de 80 kg se lance d’un avion. Après 10 secondes de chute libre, sa vitesse atteint 180 km/h et reste constante. Que vaut la grandeur des forces de frottements avec l’air (g = 10 m/s2 ) ? En fonction de l’endroit où se trouve un objet sur la Terre... Supposons que nous nous trouvions sur la lune (g=1,6 m/s2 ). Deux masses m1 et m2 , initialement posées sur le sol et respectivement de 3 et 6 kg, sont lancées en même temps verticalement vers le haut avec la même vitesse dont la norme est de 20 m/s. Deux ondes identiques interfèrent de manière totalement destructive si leur déphasage vaut... Deux sources émettent des ondes identiques (mêmes phases, mêmes amplitudes, mêmes fréquences et mêmes longueurs d’onde).En un point P situé à des distances non égales des deux sources, la présence d’une interférence constructive dépend... Une onde (transversale) se propage sur une corde avec une vitesse v, le long de l’axe des x et dans le sens des x positifs. Le graphique du dessus montre le déplacement y des points de la corde en fonction de x à un instant t donné. Le graphique du bas donne ce déplacement y en fonction du temps pour un point d’abscisse x donné. La figure ci-dessous donne le déplacement vertical des points d’une corde parcourue par deux ondes progressives se déplaçant le long de l’axe des x dans le sens des x positifs. Lors du passage d’une onde d’un milieu dans un autre, nous observons une variation... Une onde sonore se propage dans l’air. La fréquence d’émission est de 1000 Hz. A partir de la figure ci-dessous, comment caractériseriez-vous les grandeurs des vitesses v1 et v2 de propagation de la lumière dans les milieux 1 et 2 ? Un objet est placé entre une lentille convergente et son foyer objet. L’image de cet objet au travers de cette lentille sera... On considère une lentille divergente et un objet placé entre la lentille et son foyer image. Si on rapproche un objet d’une lentille divergente, alors l’image obtenue... Un homme se tient debout face à un miroir vertical situé à une distance de 2 m. Ses yeux se trouvent à une hauteur de 180 cm. Dans la figure ci-dessous, un rayon lumineux issu de la base d’un objet en forme de flèche traverse une lentille en verre. La forme de la lentille est précisée dans le schéma et son foyer est indiqué par le point F. Quel trait représente le mieux le rayon lumineux après sa déviation par la lentille ? P1 , P2 et P3 sont respectivement les puissances dissipées dans les résistances R1 , R2 et R3 du circuit représenté ci-dessous : Les courbes sur la figure ci-dessous représentent la différence de potentiel en fonction de l’intensité du courant à travers la résistance de quatre conducteurs différents. Quel est le conducteur dont le comportement suit la loi d’Ohm ? On place quatre charges électriques positives aux sommets d’un carré (voir le schéma ci-dessous). On place ensuite une charge q, également positive, au centre du carré. Soit un axe sur lequel sont disposées 2 charges immobiles q1 et q2 de valeurs inconnues. La charge q1 , positive, est placée au point A et la charge q2 , négative, au point B. On considère le schéma électrique repris ci-dessous. Les ampoules 1 et 2 ont la même résistance constante. Toutes les ampoules brillent de la même façon. On dévisse alors l’ampoule L2. Dès lors... Deux résistances R1 et R2 sont branchées en série. Elles sont alimentées par un générateur de 100 V. Question 1
Quelle est, sur le graphique ci-dessus, la courbe qui représente le mieux le déplacement horizontal du projectile en fonction du temps ?
Question 2
Quel graphique est compatible avec ce mouvement ?
Question 3
Que vaut la force de frottement cinétique entre la caisse et le sol ? (Prendre g = 10 m/s2)
Question 4
Quelle est la puissance nécessaire pour soulever ce même corps d’une hauteur 2h à une vitesse constante 3v ?
Question 5
Question 6
Quelle est, dans ce cas, l’affirmation correcte ?
Question 7
Question 8
Utilisez l’information fournie par ces graphiques pour calculer la vitesse v de propagation de l’onde.
Que vaut la différence de phase entre ces deux ondes ?
Question 9
Sa longueur d’onde est...
Question 10
Question 11
Dans ces conditions, l’image est...
Question 12
A quelle hauteur maximale doit se trouver le bas du miroir pour qu’il puisse voir ses pieds ?
Question 13
Si on suppose que les trois résistances sont identiques, on a...
Question 14
La force résultante agissant sur q est...
Où le champ électrique est-il nul si la charge q1 est, en valeur absolue, plus grande que la charge q2 ?
Question 15
Que vaut R2 si la puissance totale dissipée est de 50 W et R1 vaut 50 Ω ?
2020
À l’atterrissage, un avion touche le sol à une vitesse de 180 km/h. Après une décélération uniforme, il s’immobilise 10 s plus tard. Quelle distance au sol parcourt-il avant de s’arrêter ? Une voiture se déplace sur une route rectiligne. Le graphique indique la vitesse de la voiture en fonction du temps. La voiture passe auprès d’un observateur à l’instant t = 0. À quel instant t la voiture est-elle la plus éloignée de l’observateur ? Une grue soulève à vitesse constante un bloc de béton d’une tonne à une hauteur de 50 m. Le système représenté sur la figure ci-dessous se compose d’une sphère pleine métallique B attachée à une corde, elle-même attachée à un gros bloc A de bois. On lâche ce système d’une certaine hauteur et on néglige la présence de l’air. On tire sur un bloc de bois avec une corde horizontale. La force exercée par la corde sur le bloc est de 20 N. Ce bloc se déplace sur une surface rugueuse horizontale à une vitesse constante. Le coefficient de frottement cinétique est de 0,3. Que vaut la force de frottement cinétique ? Un livre est posé sur une table, elle-même en contact avec la Terre. La 3 ème loi de Newton permet d’affirmer que la force réciproque de la force de gravitation exercée par la Terre sur le livre est... Un bouchon de liège est à la surface d’un plan d’eau soumis à des vagues à intervalle régulier. L’évolution de l’altitude y(t) du bouchon en fonction du temps t est représentée sur le graphique ci-dessous. Le son se déplace à 340 m/s dans l’air et à 1 500 m/s dans l’eau. Un son de 256 Hz est produit dans l’eau. On envoie un rayon lumineux sur un système de deux miroirs faisant un angle de 120° entre eux, comme illustré sur la figure suivante. Soit un prisme situé dans l’air et d’indice de réfraction √2, dont la section a la forme d’un triangle rectangle. Deux rayons lumineux, 1 et 2, frappent respectivement les faces AB et AC sous une incidence normale. Deux charges électriques ponctuelles A et B se repoussent. La grandeur de la force subie par la charge A est de 0,5 N. On double la valeur de la charge électrique A, sans changer la distance qui sépare A et B. Trois charges électriques identiques sont disposées sur les coins d’un carré comme le représente le dessin suivant. On place une charge électrique positive dans le quatrième coin. Le circuit ci-dessous est constitué d’une pile, de trois résistances R1 , R2 et R3 et d’un interrupteur S. On suppose que les trois résistances sont les mêmes (R1 = R2 = R3 ). Lorsque S est fermé (le courant passe dans la résistance R2 ), la pile débite un courant d’intensité I. On ajoute une résistance dans un circuit existant. Un fil conducteur parcouru par un courant d’intensité I se trouve dans un champ⃗ magnétique homogène B. Comment est la force magnétique agissant sur cette portion de courant ? Question 1
Question 2
Question 3
Quel est le travail de la force exercée par le câble de la grue ?
Question 4
Quelle est la grandeur de la force qui s’exerce sur la corde ?
Question 5
Question 6
Question 7
Parmi les valeurs ci-dessous, laquelle est la plus proche de la fréquence des vagues ?
Question 8
Que peut-on dire de la fréquence et de la longueur d’onde de ce son dans l’air ?
Question 9
Que vaut l’angle θ ?
Question 10
(Pour rappel : sin(0°) = 0, sin(30°) = 1/2, sin(45°) = √2/2, sin(60°) = √3/2 et sin(90°) = 1)
On peut affirmer que...
Question 11
Quelle est, parmi les affirmations reprises ci-dessous, celle qui est correcte ?
Question 12
Quelle est la direction de la force résultante qui s’exerce sur cette charge ?
Question 13
Lorsque l’interrupteur S est ouvert, quelle est l’intensité I′ du courant débité par la pile ?
Question 14
Laquelle de ces propositions est possible ?
Question 15
2021
Deux voitures A et B évoluent le long d'une route rectiligne. Le graphe ci-dessous représente la position X des deux voitures A et B au cours du temps. La bonne réponse est la A. Une pomme de pin de 50 grammes tombe du haut d’un sapin. Après 2 secondes de chute, elle atteint une vitesse constante de 3 m/s. À ce moment, que vaut la force de frottement avec l’air ? [Prendre g = 10 m/s2 ] La force de frottement avec l’air est égale à… La bonne réponse est la D. Un objet est lancé verticalement vers le haut pour retomber ensuite sur le sol. Parmi les graphiques suivants, lequel représente le mieux l’évolution de l’énergie cinétique E par rapport au sol de l’objet en fonction du temps t ? La bonne réponse est la A. Deux résistances R1 et R2 sont connectées en parallèle à une source de tension. Parailleurs, la puissance dissipée dans la résistance R1 est deux fois plus importante que celle dissipée dans la résistance R2 . Quelle est la valeur du rapport R1 /R2 ? La bonne réponse est la B. La force électrostatique entre deux particules de même charge est de 1 N. Que devient cette force lorsque les charges doublent et que la distance qui les sépare est réduite de moitié ? La force électrostatique devient égale à… La bonne réponse est la D. Un bloc initialement au repos glisse sans frottement vers le bas d’un plan incliné faisant un angle de 30° avec l’horizontale. En supposant que l’accélération de pesanteur est de 10 m/s² , quelle sera la vitesse du bloc après avoir parcouru dix mètres ? La bonne réponse est la B. La différence de potentiel se mesure en Volts. A quelle unité correspond un Volt ? La bonne réponse est la B. Les 2 lampes L1 et L2 du circuit ci-dessous sont identiques et sous tension. Si l’ampèremètre A1 indique une intensité de 600 mA, qu’indique l'ampèremètre A2 ? La bonne réponse est la C. Une onde sinusoïdale se propage dans une corde à la vitesse de 0,5 m/s. Le graphesuivant montre l’évolution dans le temps de l’élongation d’un point de la corde. Que vaut la longueur d’onde ? La bonne réponse est la D. Une voiture se déplace en ligne droite. L’évolution de sa vitesse v en fonction du temps t est représentée sur la figure ci-dessous.
Quelle est la distance parcourue par la voiture après 20 s ? 20 m 50 m 100 m 150 m La bonne réponse est la D. Une lentille convergente possède une distance focale f = 0,05 m. On place un objet perpendiculairement à l'axe optique à une distance d de 10 cm de la lentille. A quelle distance de la lentille son image se formera-t-elle ? La bonne réponse est la B. On envoie un rayon lumineux sur un système de deux miroirs plans faisant un angle θ entre eux, comme illustré sur la figure ci-dessous. Que vaut l’angle θ ? La bonne réponse est la A. Deux objets, ayant chacun une masse d’un kilogramme, sont reliés par un câble de masse négligeable. Une des masses se trouve sur une surface horizontale et l’autre est suspendue à la verticale sous l’action de la force de pesanteur (voir la figure ci-dessous). Le système est initialement maintenu au repos. Libéré, il acquiert une certaine accélération a (on néglige la masse de la poulie). Si l’on double la valeur de la masse suspendue, par quel nombre cette accélération sera-t-elle multipliée (on considère que les frottements sont négligeables) ? L’accélération a sera multipliée par… La bonne réponse est la C. Dans le circuit ci-dessous, le courant dans la résistance de 2 Ω est de 1 A. Que vaut la puissance dissipée dans la résistance de 4 Ω ? La bonne réponse est la A. Question 1
Parmi les propositions suivantes, laquelle est correcte ?
Question 2
Question 3
Question 4
Question 5
Question 6
Question 7
Question 8
Question 9
Question 10
Question 11
Question 12
Question 13
Question 14