A

Nom:

Prenom:

No¯ carte d’etudiant:

Physique: 1er Bachelier en M�edecine

1er juin 2012. Dur�ee de l'examen: 3 h

Avant de commencer �a r�epondre aux questions, identi�ez-vous en haut de cette 1�ere page, et v�eri�er que

l'exemplaire contient bien 8 pages de questions. Ne pas degrafer les pages!

L'�ecrit se compose de deux parties qui seront corrig�ees selon les modalit�es publi�ees ant�erieurement.

Partie 1: chaque question (ou sous-question) correspond �a 4 points sur 56.

Partie 2 \de repechage": si corrig�ee, elle conduira �a un bonus �a ajouter �a la note obtenue pour la partie 1.

En cas de besoin, appelez un surveillant en levant la main. Aucune r�eponse ou explication ne sera transmise

individuellement.

Pour faciliter les calculs et les corrections, utilisez toujours g = 10 m s−2 et Patm = 105 Pa

Et n'oubliez pas:

- il est permis d'�ecrire au crayon (pour faciliter vos corrections et modi�cations).

- la justi�cation de votre r�eponse doit enti�erement �gurer dans l'espace blanc accompagnant la question.

- vos brouillons, qui ne seront pas lus �a la correction, seront plac�es dans l'espace brouillon pr�evu en bas

de page ou au dos des pages.

- les r�eponses num�eriques �nales doivent etre accompagn�ees de leurs unit�es.

2-11 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3

4-2

/56

/20

4-1 4-3 5-1 5-2 6 7

Partie 1:

Partie 2 :

Q 1: Mr. R. A. Scall, pr�esident de la Pyramid Bank, vit en zone suburbaine bien loin de son bureau.

Chaque jour de semaine une voiture de sa banque vient le chercher chez lui, toujours �a la meme heure,

et l'am�ene �a la banque excactement �a l'ouverture. Un matin son chau�eur l'appelle tr�es tot pour lui

dire qu'il sera probablement en retard suite �a un probl�eme m�ecanique. Mr. Scall part de chez lui une

heure plus tot et se met �a marcher vers son bureau. Le chau�eur arrive �a r�eparer la voiture �a temps

et part du garage comme d'habitude. Il rencontre le banquier sur la route et le conduit �a la banque.

Ils arrivent 20 minutes plus tot que d'habitude! Combien de temps Mr. Scall �a march�e ? (la voiture

roule �a vitesse constante et le temps n�ecessaire pour faire demi-tour est 0 seconde) (Aidez-vous d'un

sch�ema espace-temps

espace brouillon

01/06/2012 : 1

Q 2: Un bloc de m = 300 g tient immobile sur un plan inclin�e �a θ = 20◦ grace �a la force de frottement

statique.

z

2 m

L2x

θ

Q2-1 : Que doit valoir le coe�cient de frottement statique µst pour que cela soit possible.

Q2-2 : Le coe�cient de frottement statique vaut µst = 0.4 et l'angle vaut θ = 30◦, l'objet se met �a glisser

en partant de V0 = 0, le coe�cient de frottement dymanique vaut µd = 0.3. Quelle est sa vitesse au bas du

plan, si la distance parcourue, sur le plan inclin�e, est de L = 2 m?

Q2-3 : Arriv�e en bas le bloc continue �a glisser sur le sol horizontalement (avec le meme coe�cient de frot-

tement dynamique). On fait l'hypoth�ese que la vitesse au bas du plan inclin�e est compl�etement transform�ee

en vitesse horizontale. Quelle est la distance L2 parcourue avant l'arret du bloc?

espace brouillon

01/06/2012 : 2

Q 3: Un satellite m�et�eorologique est en orbite circulaire autour de la Terre �a une altitude de h = 800 km.

Q3-1 : D�eterminez sa p�eriode de rotation T . (On rappelle que GMT = gR2T , que le rayon de la Terre

RT = 6.4 106 m )

Q3-2 : Le satellite �a une masse de m = 700 kg d�eterminez son �energie cin�etique.

Q3-3 : A cette altitude quelle est son �energie potentielle gravitationnelle?

espace brouillon

01/06/2012 : 3

Q 4: Deux charg�e �electriques q1 = 2 10−6 C et q2 = −4 10−6 C sont plac�ees respectivement en (0, 0) et en

(6cm, 0)

+2 10-6 C -4 10-6 C x

y

Q4-1 : D�eterminez un point P : (x, 0) o�u le potentiel �electrique est nul.

Q4-2 : En ce point P, le champ �electrique est-il nul? (justi�ez)

Q4-3 : Pla�cons une charge Q = −2 10−6 C au point (3cm, 3cm) dessinez, sur le sch�ema, la force exerc�ee par

la charge q1, par la charge q2 et la force totale. (dessin approximatif mais en respectant l'intensit�e relative

des forces et leurs directions)

espace brouillon

01/06/2012 : 4

Q 5: Un triangle est plac�e, comme indiqu�e sur le sch�ema, devant une lentille convergente de distance focale

f = 3 cm (chaque division sur le sch�ema fait 1 cm et dont l'axe optique est l'axe x, le centre de la lentille

est en (0; 0)).

Q5-1 : Dessinez l'image du triangle form�ee par cette lentille.

x

A

A=(-4cm;2cm) B=(-5cm,-1cm) C=(-8cm,0cm)

B

C

Q5-2 : Malheureusement un trou a �et�e perc�e au centre de la lentille, d'apr�es vous qu'est ce que cela change?

(justi�ez votre raisonnement)

- l'image disparait totalement

- l'image est tronqu�ee d'une partie (et laquelle alors?)

- l'image change d'intensit�e

- ou autre proposition

espace brouillon

01/06/2012 : 5

Q 6: Une bague en or de m = 20 g est �a la temp�erature du corps T = 37◦C, elle est plong�ee dans un verre

d'eau froide �a T = 10◦C qui contient 20 mL d'eau. Quelle est la temp�erature �nale du syst�eme? (chaleur

sp�eci�que: Ceau = 4185 J kg−1 K−1, Cor = 129 J kg−1 K−1

Q 7: Deux tuyau de 2 cm de longueur et de sections di��erentes sont soud�es ensembles. De l'eau s'�ecoule

horizontalement avec un d�ebit de D = 24 cm3 s−1. La section en A est de SA = 6 cm2 alors que en B:

SB = 1cm2. D�eterminez, en n�egligeant la viscosit�e de l'eau, les valeurs suivantes:

- l'�energie cin�etique par unit�e de volume en A

- la vitesse d'�ecoulement en B

- la di��erence de pression PA − PB

- Si on tient compte de la viscosit�e η de l'eau, il y aura une chute de pression entre A et C, de meme entre

C et B. A quoi doit-on s'attendre? : PA−PC > PC−PB, ou PA−PC = PC−PB ou PA−PC < PC−PB

(justi�ez)

A

2cm 2cm

BC

espace brouillon

01/06/2012 : 6

Repechage: question 1 (la r�eponse doit etre r�edig�ee strictement sur cette page: brouillons ailleurs!)

D�ecrivez ce qui se passe lorsqu'un bus freine brusquement. Expliquez (�a un �etudiant de BA1 qui n'a pas

compris) le(s) ph�enom�ene(s) physique(s) impliqu�e(s) sur le bus et ses passagers.

01/06/2012 : 7

Repechage: question 2 (la r�eponse doit etre r�edig�ee strictement sur cette page: brouillons ailleurs!).

Expliquez (�a un �etudiant de BA1 qui n'a pas compris) pourquoi la plong�ee sous-marine peut etre un sport

dangereux, en y incluant le(s) ph�enom�ene(s) physique(s) impliqu�e(s).

01/06/2012 : 8