17 Octobre 2014 Contrôle de Physique Durée : 1h (calculatrice

Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie
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Université Pierre et Marie Curie
Prépa Kiné 2014-2015
17 Octobre 2014
Contrôle de Physique
Durée : 1h (calculatrice autorisée) (Répondre sur le sujet)
Nom, Prénom :____________________________________Groupe :_____
(Donner les réponses exactes sans justification)
Exercice 1 :
Entourer les bonnes réponses
a) La dérivée seconde de y1(t) = 5cos2(-4t + 1) est :
a) 20 cos(-4t+1)
b) -20sin(-4t+1)cos(-4t+1)
d) 40cos(-4t+1)sin(-4t+1)
e) aucune réponse
b) La primitive
a)
+ cst
b)
c) 160
est :
+ cst
+ cst
c)
e) aucune réponse
c) En trigonométrie, quelles sont les relations correctes ?
A) cos(-) = -cos()
B) sin(-) = -sin()
D) sin() = cos()
E) sin2() - cos2() = 1
d)
+ cst
C) cos(- ) = sin()
Exercice 2: Répondre par vrai ou faux :
Dans un repère cartésien orthonormé ( , , ) d'origine O, on donne les points :
A(3, -1, 1)
B(2,0, 1)
C(-1, -1, 1)
a) Les coordonnées et les normes des vecteurs
et
sont respectivement
( -1, 1 ; 0) ;
= √2
et
( -3, -1 , 0) et
=2
b) Les coordonnées et la norme du vecteur
c)
+
( -4, -2 ; 0) ;
+
.
c) Le produit scalaire
d) l’angle entre le vecteur
e) l’angle entre les vecteurs
+
=
sont respectivement :
√20
= -1
et l’axe des abscisses est de 103°
et
est de 120°
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P a g e 1|4
Exercice 3
Question n° 1 :
Entourer la ou les bonnes réponses
Parmi les expressions suivantes, quelle sont celles qui sont homogènes (qui peuvent avoir un
sens physique), et celles qui ne le sont pas.
x = v0 t + √ a t 2
;
x = v0 t2 - ½ a t ; x = ½v0 t tan
ou x est une position donnée
2
2
;
W = ½ kv
;
v=
/
avec F = -kx
W = F l cos
Question n° 2 :
L’air exerce sur une bille de rayon r qui tombe verticalement à la vitesse v une force de
frottement fluide dont l’expression est:
Fa =  K r2 v2
avec  : masse volumique de l’air
v : vitesse du solide
r : rayon du solide
Dans le système (SI ) K est donné en :
a) m3
b)kg.m2.s-2
c) sans unité
d) m2.s-2
e) aucune réponse
Question 3
Une particule de masse m, de charge q et de vitesse v, placée dans un champ magnétique B
sera soumise à une force dite de Lorentz ayant pour expression : F = q.v.B.sin().
 est l’angle entre la direction de v et la direction de B.
En fonction des unités de base, le champ magnétique B s'exprime en :
A) kg.s-3.A-1 ;
B) kg.m.s-2.A-1 ;
C) kg.s-2.A-1;
D) kg.m2.s-3.A-1 ;
E) kg.m.s-2.A-2 ;
F) aucune réponse exacte.
Question n°4
Dans une molécule de fluorure d’hydrogène, on peut considérer que chaque atome porte une
charge de valeur absolue 1,6.10-19 C.
La force d’interaction électrique entre ces 2 atomes est de :
a) 2,3.1029 N
b) 1,3.10-19 N
c) 4,6.10-10 N
-18
-10
e) 2,3.10 N
f) aucune réponse exacte
d) 1,44.10 N
9
Données :
Constante de Coulomb : K = 9.10 SI
Distance inter atomique : 1 nm
Question n° 5:
Deux petites sphères identiques de masse m = 2,75 g sont accrochées chacune à l'extrémité
inférieure de deux fils inextensibles et de longueur L = 25,0 cm. Ces deux sphères portent la
même charge électrique positive q. L'extrémité supérieure du premier fil est fixée en un point
A, l'extrémité supérieure du second fil en un point B. A l'équilibre, les deux fils sont écartés
d'un angle  par rapport à la verticale.
Données: constante de Coulomb: k=8,99.109 SI ; g = 9,81 m.s-2
La valeur q (en nC) de la charge électrique est :
a) 48
b) 61
c) 82
d) 91
e) 98
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f) aucune réponse exacte
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Question n° 6:
On considère un système de deux charges ponctuelles –q et +q (q = 1 C) situées en deux
points fixes A et B distants de 2a = 1 cm (voir figure).
Soit M un point de la droite passant par A et B et situé à gauche de A à la distance 2a de A.
O est le milieu de AB.
Données :
Constante de Coulomb : K = 9.109 SI
Quelles sont les affirmations correctes ?
A) En M, le champ électrique résultant est dirigé vers la droite.
B) En M, une charge Q = -1 C est soumise à une force résultante dirigée vers la
droite.
C) En M, une charge Q = -1 C est soumise à une force résultante d’intensité égale à
environ 67,5 N.
D) En O, le champ électrique résultant est dirigé vers la gauche.
E) En O, une charge Q = -1 C est soumise à une force résultante égale à 0.
Question n° 7
On considère le noyau de l’atome d’oxygène et un électron :
A quelle distance du noyau faudrait-il placer l’électron pour que les deux interactions
gravitationnelle et électrique soient égales ?
a) 58.00 pm
b) 7,52 fm
c) 18,34 A° d) 13,29nm e) aucune réponse
Données :
Masse du noyau de l’atome d’oxygène 168 o : M= 2,7. 10-26 kg ;
Masse de l’électron : m= 9,1. 10-31 kg
Charge élémentaire : e = 1,6. 10-19 c
Constante de gravitation : G = 6,67. 10-11 S.I.
Constante des interactions électriques: K = 9,0. 109 S.I.
Question n°8
Le soleil peut être assimilé à une sphère de gaz très chaude, de température de surface 6000 K
de rayon 700 000 km, de masse 2.1030 kg. (Constante de gravitation : G = 6,67.10-11 SI)
Le champ de gravitation en N.kg-1 à sa surface est de :
b) 190
c) 272
d) 9,8
e) 2.1030
f) autre valeur
a) 1,9.1011
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Question n°9
En un point M de l’espace se superposent quatre champs magnétiques créés par des aimants
droits identiques d’intensité B0 et dont les caractéristiques sont données sur le schéma suivant :
(face foncée est le nord magnétique)
(M est à égale distance des 4 aimants)
1
2
M
3
Répondre par vrai ou faux.
1) Le champ résultant en M est :
a) Vertical vers le bas
b) Vertical vers le haut
c) Horizontal vers la gauche
d) Horizontal vers la droite
e) Aucune réponse.
2) La valeur de l’intensité du champ résultant en fonction de B0 est :
a) 4B0
b) 2B0
c) - B0
d) Nulle
e) Aucune valeur
Le champ magnétique terrestre est négligé dans tout l’exercice.
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