QCM Physique. Concours kin� Ader.. 2015

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41. Propagation dans une fibre optique. R�ponse C.

Distance parcourue par la lumi�re en t=1,0  10-3 s � la c�l�rit� v = 2,0 108 m/s.
d = vt = 2,0 108 *1,0  10-3 =2,0 105 m.
Longueur de fibre parcourue : d cos 30 ~2,0 105 *0,87 ~1,7 105 m.

42. Image d'un objet � l'infini donn�e par une lentille. R�ponse A.



43. Ondes. R�ponse B.
Longueur d'onde l = c / f =3,0 108 / (9,0 108) =1 / 3~0,33 m
Longueur de l'antenne L = �l ~0,16 m ~16 cm.

44. Son complexe d'une note de musique. R�ponses B, D.
Longueur d'onde l = c T = 340 * 5,0 10-3 =1,7 m.
Fr�quence du fondamental f1 =1 / T = 1 / (5,0 10-3) = 200 Hz.
Fr�quence du deuxi�me harmonique ( troisi�me pic du spectre en fr�quence f3 = 3*200 = 600 Hz.

45. Niveaux sonores. R�ponses B, C, E.
Longueur d'onde l = c T = 340 * 5,0 10-3

I1 = I0 100,1 L1 = 10-12 109 =10-3 W m-2.
L2 = 10 log (I2/I0) = 10 log (10-7 / 10-12) = 50 dB.
Si I1 est multipli� par 10, L'1 = 10 log (10I1/I0) =10 log 10 + L1 = 10+90 = 100 dB.

46. D�calage vers le rouge d'une �toile s'�loignant de la terre � la vitesse v << c. R�ponses B, D.
Longueur d'onde  per�ue par l'observateur terrestre l = l0(1+v/c).





47. Nombre de photons �mis par une diode laser. R�ponse  D.
Puissance du faisceau lumineux P = 0,12 W ou J s-1.
Energie transport�e par seconde par les photons : E = 0,15 J.
Energie d'un photon : hc / l ~6,6 10-34 * 3,0 108 / (6,6 10-7) = 10-27 *3,0 108 =3,0 10-19 J.
0,12 / (3,0 10-19) =4,0 1017 photons sont �mis chaque seconde.

48. Interf�rences, trous d'Young. R�ponses B, C, E.
La frange centrale est brillante.
Ordre d'interf�rence en A : pA = dA / l = 1,5 10-6 /(6 10-7) =15 / 6~2,5. On observe une frange sombre en A.
Ordre d'interf�rence en B : pB = dB / l = 3,6 10-6 /(6 10-7) =36 / 6=6. On observe une frange brillante en B.

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49. Diffraction par un fil de diam�tre d. R�ponse D.
Largeur de la tache centrale de diffraction L = 2 l D /a = 2*6,0 10-7 *2,5 / (5,0 10-5) =6,0 10-2 m = 60 mm.

50. Homog�n�it� d'une formule. R�ponse E.
 c = Ea r�.
[c] = L T -1 ; [r�]=M� L-3�.
E a la dimension d'une pression, force divis�e par une surface soit une masse  fois une longueur divis�e par une surface et par un temps au carr�.
[Ea]=Ma L-aT-2a.
[ Ea r�]=Ma+� L-a-3�T -2a.
Par identification  a = � et � =-�.

51. Quantit� de mouvement et vitesse de recul d'une arme. R�ponse A.
Conservation de la quantit� de mouvement du syst�me ( arme + balle + bloc) pseudo-isol�.
m1 vr =m2v2 ; vr =m2v2 / m1 =0,020 *300 / 20 = 0,30 m/s.

52. Chute libre avec vitesse initiale verticale vers le haut. R�ponse B.
On consid�re un axe vertical orient� vers le haut dont l'origine est au sol.
a = -g ; v = -gt + v0 ; z = �gt2 +v0t + h.
z(t=8) = 0 = -5 *82 +3,0*8 + h ; h =296~3 102  m.

53. Chute libre avec vitesse initiale horizontale. R�ponse E.
On consid�re un axe vertical orient� vers le haut dont l'origine est au sol. L'autre axe horizontal est orient� vers la droite.
a ( 0 ; -g) ; v ( v0 ; -gt ).
x = v0t ; z = -�gt2 +h. ; trajectoire : z= -�gx2 / v02 +h.
Lorsque z = 0, x2 =2h v02 / g ; x = v0 (2h/g)� = 8,0 (2*0,50 / 10)� = 8,0 / 3,2 ~2,5 m.

54. Satellites terrestres et 3�me loi de Kepler. R�ponse B.
T12 / r13 =T22 / r23 ; r1/r2 = (T1/T2)2/3 =(1 / 33)2/3 =1 / 9~0,11.

55. Vitese d'un satellite terrestre dans le r�f�rentiel g�ocentrique. R�ponse B.
v = (GM / r)� avec M : masse de la terre, r : rayon de l'orbite.
De plus g0 = GM / R2 � la surface de la terre.
v = R(g0 / r)�.

56. Glissement sur un plan inclin�. R�ponse C.
En absence de frottement, �nergie cin�tique du solide apr�s un parcours de  1,0 m sur le plan.
On consid�re un axe parall�le au plan dirig� vers le bas du plan.
a = g sin a ; v = g sin a t ; x =� g sin a t2  ; t = (2x /(g sin a))� ; v = (2x g sin a))�  = (2*10 sin 30)� ~3,2 m/s.
Ec = �mv2 = 0,5 *0,10 *10 = 0,50 J.
Energie cin�tique en pr�sence de frottements : 0,5 *0,10 *4 = 0,20 J.
La diminution de l'�nergie cin�tique ( 0,30 J ) se retrouve sous forme thermique.

57. Travail de la force �lectrique. R�ponse E.

58. Pendule �lectrostatique. R�ponse B.

59. Flux thermique � travers une vitre. R�ponse C.
F =Dq / R =15 / (5,0 10-3)= 3,0 103 W = 3,0 kW.

60. Radioactivit�. R�ponse B.
23290Th--->AZX +6 42He +4 0-1e.
Conservation de la charge : 90 = Z +12-4 ; Z = 82.
Conservation du nombre de nucl�ons : 232 = A +24 ; A =208. 20882Pb.



  

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