QCM : champ �lectrique, chute, flux thermique, mouvement circulaire uniforme, CAN. Concours kin� EFOM 2015 En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicit�s adapt�es � vos centres d’int�r�ts. . . 14. Une gouttelette d'huile ponctuelle, de masse m, portant la charge �lectriqueq = +10 nC, est plac�e en �quilibre entre les armatures A et B d'un condensateur plan. Ces armatures, soumises � une tension U, sont horizontales et distantes de d =2,0 cm. Le champ �lectrique est suppos� uniforme entre les armatures, a pour valeur E = 5,0 104 V/m et pointe vers l'armature B. On prendra g = 10 m s-2. - L'armature A est situ�e au dessus de l'armature B. Faux. - L'armature A porte un exc�s de charges n�gatives. Faux. - Le poids de la gouttelette vaut 5,0 mN. Faux. P = qE= 1,0 10-8*5,0 104 =5,0 10-4 =0,5 mN. - la masse de la gouttelette vaut 50 mg. Vrai. m = P/g = 5,0 10-4 /10 =5,0 10-5 kg =50 mg. 15. On �tudie le mouvement du centre de gravit� G d'une balle de masse m, consid�r�e ponctuelle, lanc�e depuis un point A situ� � une hauteur h au dessus du sol. La balle est lanc�e vers le sol avec une vitesse initiale v0 faisant un angle a avec la verticale. On admet que la balle n'est soumise qu'� son poids. L'�tude est men�e dans le r�f�rentiel terrestre, suppos� galil�en. On choisit de prendre l'instant o� la balle est lanc�e comme origine des dates. - Les coordonn�es du vecteur vitesse de G s'expriment par : vx =v0sin a ; vz = v0cos a -gt. Faux. vz = -v0cos a -gt. - Les coordonn�es du vecteur position de G s'expriment par :  x =v0sin a t ; z = h-v0cos a t-�gt2. Vrai. - L'�quation de la trajectoire de G a pour expression : z = h- x / tan a -gx2/(2v02sin2a). Vrai. - La trajectoire de G est un arc de parabole. Vrai. . . 16. Un four � micro-ondes exploite l'absorption d'ondes �lectromagn�tiques par les mol�cules d'eau contenues dans les aliments � r�chauffer. A ces ondes sont associ�s des photons d'�nergie 1,0 10-5 eV. e = 1,6 10-19 C ; h = 6,63 10-34 Js ; c = 3,0 108 m/s. - L'ordre de grandeur de la fr�quence des ondes �mises est 1016 Hz. Faux. E = h n ; n = E / h = 1,0 10-5*1,6 10-19 /(6,63 10-34)=1,6 / 6,63 1010 ~2,4 109 Hz. - Ces ondes appartiennent au domaine UV. Faux. l = c / n =3,0 108 /( 2,4 109 )=3 / 24  m. - Les transitions mises en jeu lors de l'absorption des ondes par les mol�cules d'eau, sont des transitions �lectroniques. Faux. Ce sont des transitions vibrationnelles. - Les photons �mis dans le micro-ondes sont moins �nerg�tiques qu'un photon d'�nergie 1,0 10-22 J. Vrai. 1,0 10-5*1,6 10-19 =1,6 10-24 J. . 17. On s'interesse au flux thermique � travers une partie vitr�e de surface S et de r�sistance thermique Rth d'une porte fen�tre s�parant l'int�rieur d'une habitation. Temp�rature ext�rieure T1 ; temp�rature int�rieure T2 > T1. ces temp�ratures sont consid�r�es comme constantes. S = 1,5 m2 ; Rth = 0,20 K W-1. - Le flux thermique s'exprime en joules dans le syst�me internationnal. Faux ( en watt). - Lorsque la diff�rence de temp�rature est de 10�C, le flux thermique vaut 50 SI � travers la vitre. Vrai. F =DT/Rth = 10 / 0,20 =50 W. - Afin d'am�liorer l'isolation thermique de cette porte-fen�tre, il convient d'en diminuer la r�sistance thermique. Faux. Il faut augmenter la r�sistance thermique. - Le transfert thermique s'effectue de l'int�rieur de l'habitation vers l'ext�rieur. Vrai. 18. En 1913, Niels Bohr propose un mod�le de l'atome d'hydrog�ne. Il suppose que l'�lectron de masse m est en mouvement circulaire uniforme de rayon R autour du proton. On consid�re que l'�lectron n'est soumis qu'� la force �lectrostatique F ; v : vitesse de l'�lectron ; e : charge �l�mentaire. - La constante k peut s'exprimer en kg m3 s-2 C-2. Faux. k = force fois distance au carr� divis�e par une charge au carr�. Force = masse fois acc�l�ration ; [k] = M L T-2 L2 C-2. (kg m3 s-2 C-2). - La valeur de l'acc�l�ration est constante. Vrai. - La vitesse de l'�lectron a pour expression v = e(k/(mR))�. Vrai. F = mv2/R =ke2/R2 ; mv2 =ke2/R ; v2 =ke2/(mR). - Pour un mouvement encore circulaire uniforme, si le rayon de la trajectoire est multipli� par 4, l'�nergie cin�tique de l'�lectron est divis�e par 2. Faux. V2 est divis�e par quatre. 19. Le t�lescope spatiale Hubble, assimil� � son centre d'inertie, �volue � vitesse constante vH dans le r�f�rentiel g�ocentrique consid�r� galil�en, sur une orbite circulaire centr�e sur la terre, � une altitude hH du sol. On suppose que le t�lescope n'est soumis qu'� la gravitation de la terre. Masse et rayon de la terre : M =6,0 1024 kg ; R =6,4 103 km ; masse, altitude et vitesse du t�lescope :m = 11 t ; hH=600 km ; vH =7,6 km/s. - Pour tout satellite de la terre la troisi�me loi de Kepler s'�crit :T3/( R+h)2 = 4p2/(GM). Faux. T2/( R+h)3 = 4p2/(GM). - L'acc�l�ration du t�lescope est ind�pendante de sa masse. Vrai. aN = GM/(R+hH)2. - La p�riode de r�volution du t�lescope est T = 5,8 103 s. Vrai. 2p(R+hH) = vH T ; T =2p(R+hH)/vH = 2*3,14(6,4 106 +600 103) / 7600 ~5,8 103 s. - Si le t�lescope �tait sur une orbite circulaire plus �loign�e de la terre, sa vitesse serait plus �lev�e. Faux. v2 = GM/(R+hH). 20. Un convertisseur analogique num�rique ( CAN) est l'�l�ment central d'une cha�ne de transmission d'informations. Il permet de transformer un signal �lectrique analogique en signal �lectrique num�rique ne prenant que des valeurs discr�tes cod�es en langage binaire. Une cha�ne de transmission d'informations contenant une centrale d'acquisition munie d'un CAN est param�tr�e comme indiqu� sur le sch�ma ci-apr�s pour enregistrer la totalit� d'un signal analogique de dur�e Dt = 3,0 s. 1 octet = 8 bits ; 1 Mo = 1*106 octets ; 1 Mbits = 1 *106 bits. R�solution ou pas d'un CAN : p = (Umax -Umin) / 2n o� n est le nombre de bits du convertisseur. - La centrale d'acquisition pr�l�ve 30 103 points du signal analogique. Vrai. Dt  fe =3,0 * 10 103 =30 103 points. - La r�solution du convertisseur est 1,25 V. Vrai. p =(10-(-10))/ 24 =1,25 V. - Une tension de -6,0 V du signal �lectrique analogique est cod�e 10011. Faux. Avec 4 bits seulement 4 chiffres 1 ou 0 sont possibles et non pas cinq. - Il faut une dur�e Dt' = 1,0 ms pour transmettre l'ensemble du signal num�ris� vers l'ordinateur avec un c�ble USB 1.1 dont le d�bit binaire est � pleine vitesse de 12 Mbits s-1. Faux. Nombre de bits � transmettre : 30 103 *4 =1,2 105 bits = 0,12 Mbits. Dur�e = 0,12 / 12 =0,010 s.

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