epreuves et corrigé PHYSIQUES

PROBATOIRE   BLANC         Série D   SESSION 2009

EPREUVE   DE  PHYSIQUES :

Durée: 2H              Cœff.:

Exercice 1 :(7pts)

A. Les lentilles sphériques minces :

Un objet lumineux de 2cm de haut se trouve à 25cm d’une lentille convergente de 15cm de distance focale.

1- Représenter soigneusement sur une figure la marche d’un faisceau lumineux.   (1pt)

2- Où doit-on placer un écran pour obtenir l’image de cet objet.  (0,5pt)

3- Quelle est la grandeur de cette image ?  (0,5pt)

4- On place derrière cette lentille à 10cm, une autre lentille convergente de 20 cm de distance focale. IDéterminer la position et la grandeur de cette image.

5-Construire l’image d’un objet virtuel situé à 15cm d’une lentille convergente dont la vergence est c=-5? Donner la nature de l’image produite.  (1pt)

B. Les instruments d’optique

1- Un observateur à la vue normale utilise sans accommodation un microscope de puissance intrinsèque 200? pour observer un globule rouge de diamètre 22?m. Sous quel angle voit-on le globule rouge à travers ce microscope       (0,5pt)

2- Un œil myope a son punctum remotum PR situé à 80cm.

a) Rappeler la définition de PR.  (0,5pt)

b) Avec quel type de lentille doit-on le corriger ?   (0,5pt)

c) Déterminer la distance focale et la vergence de la lentille de contact qui va corriger cet œil.  (1pt)

Exercice II :

A. Production du courant électrique continu

1- Schéma annoté d’une pile leclanché.       (1,5pt)

2- Ecrire les équations de réactions aux électrodes. Quand est-ce que la pile cesse-t-elle de fonctionner ?

3- On constitue un générateur avec 24 piles disposées en 2 séries de 12.

a) Chaque pile est une f.e.m de 1,5V et une résistance 1?. Quelles sont les caractéristiques du générateur ainsi constitué ?

b) Le générateur débite dans un résistor de résistance 3 ?. Quelle est l’intensité du courant dans ce résistor ?   (0,5pt)

c) Quelle masse de zinc est consommée dans chaque pile en 1 heure de fonctionnement ? On donne tu = 65g.mol-1. On rappelle qu’une mole d’électrons transporte une quantité d’électricité F=96500C.  (1pt)

B. 1- Comment peut-on reconnaître qu’un champ magnétique est uniforme ? Donner l’exemple d’un champ magnétique uniforme

2- Un solénoïde de 1m de longueur, comportant 1000 spires joinctives de 5cm de rayon. On demande :

2-1. Son inductance L  (0,5pt)

2-2. L’expression de la f.e.m d’auto-induction dont il parcouru par un courant d’intensité i=5t2(A) et la valeur de cette f.e.m 10 secondes après l’instant initial t = 0.           (1,25pt)

Exercice 3 : Un chariot de masse m=100kg est astreint à se déplacer en translation le long d’une voie composée de deux tronçons : AB, horizontal et de longueur l=80cm ; BC, incliné d’un angle ? par rapport à l’horizontale tel que sinX=0,013 et de longueur l’=320m.                            C

A                                      B

On applique au chariot uniquement sur le tronçon AB de la voie une force F horizontale et constante. On prend pour niveau de référence pour l’énergie potentielle de pesanteur le plan horizontal contenant le tronçon horizontal et pour intensité de la pesanteur g=9,8?kg-1.

1- On voudrait déterminer l’intensité minimale de la force F pur que le chariot, partant du repos en A, arrive en C avec une vitesse nulle. Pour cela, on forme l’hypothèse que le chariot avec la piste se fait sans frottements (sur les deux tronçons).

1-1. En utilisant la conservation de l’énergie mécanique entre B et C, monter que la vitesse minimale que doit avoir le chariot en B pour qu’il atteigne C avec une vitesse nulle est Vmin=9m/s

1-2. En appliquant le théoremie de l’énergie cinétique au chariot entre A et B. Déterminer la valeur Fmin de l’intensité minimale de la force F.

2- On constate que le chariot n’atteint C (avec une vitesse nulle) que si on lui applique une force F d’intensité plutôt égale à 91?.

2-1. L’hypothèse formulée au 1 était-elle valable ? Justifier la réponse. (0,5pt)

2-2. Un de vos camarades propose de modéliser la situation en appliquant au chariot une force parallèle à la voie, d’intensité constante de sens contraire à celui du mouvement et qui d’exerce sur le chariot tout au long de son mouvement.

2-2-1. Faire à l’aide de schéma, le bilan des forces qui s’exercent sur le chariot sur le tronçon AB puis sur le tronçon CB.                                                  (1pt)

2-2-2. Calculer l’intensité de la force f.           (1,5pt)

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