QCM Physique. Concours kiné Ader.. 2015

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41. Propagation dans une fibre optique. Réponse C.

Distance parcourue par la lumière en t=1,0  10-3 s à la célérité 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 à l'infini donnée par une lentille. Réponse A.



43. Ondes. Réponse B.
Longueur d'onde l = c / f =3,0 108 / (9,0 108) =1 / 3~0,33 m
Longueur de l'antenne L = ½l ~0,16 m ~16 cm.

44. Son complexe d'une note de musique. Réponses B, D.
Longueur d'onde l = c T = 340 * 5,0 10-3 =1,7 m.
Fréquence du fondamental f1 =1 / T = 1 / (5,0 10-3) = 200 Hz.
Fréquence du deuxième harmonique ( troisième pic du spectre en fréquence f3 = 3*200 = 600 Hz.

45. Niveaux sonores. Réponses 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 multiplié par 10, L'1 = 10 log (10I1/I0) =10 log 10 + L1 = 10+90 = 100 dB.

46. Décalage vers le rouge d'une étoile s'éloignant de la terre à la vitesse v << c. Réponses B, D.
Longueur d'onde  perçue par l'observateur terrestre l = l0(1+v/c).





47. Nombre de photons émis par une diode laser. Réponse  D.
Puissance du faisceau lumineux P = 0,12 W ou J s-1.
Energie transportée 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 émis chaque seconde.

48. Interférences, trous d'Young. Réponses B, C, E.
La frange centrale est brillante.
Ordre d'interférence 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'interférence 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 diamètre d. Réponse 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. Homogénéité d'une formule. Réponse E.
 c = Ea rß.
[c] = L T -1 ; [rß]=Mß L-3ß.
E a la dimension d'une pression, force divisée par une surface soit une masse  fois une longueur divisée par une surface et par un temps au carré.
[Ea]=Ma L-aT-2a.
[ Ea rß]=Ma+ß L-a-3ßT -2a.
Par identification  a = ½ et ß =-½.

51. Quantité de mouvement et vitesse de recul d'une arme. Réponse A.
Conservation de la quantité de mouvement du système ( arme + balle + bloc) pseudo-isolé.
m1 vr =m2v2 ; vr =m2v2 / m1 =0,020 *300 / 20 = 0,30 m/s.

52. Chute libre avec vitesse initiale verticale vers le haut. Réponse B.
On considère un axe vertical orienté vers le haut dont l'origine est au sol.
a = -g ; v = -gt + v0 ; z = ½gt2 +v0t + h.
z(t=8) = 0 = -5 *82 +3,0*8 + h ; h =296~3 102  m.

53. Chute libre avec vitesse initiale horizontale. Réponse E.
On considère un axe vertical orienté vers le haut dont l'origine est au sol. L'autre axe horizontal est orienté vers la droite.
a ( 0 ; -g) ; v ( v0 ; -gt ).
x = v0t ; z = -½gt2 +h. ; trajectoire : z= -½gx2 / v02 +h.
Lorsque z = 0, x2 =2h v02 / g ; x = v0 (2h/g)½ = 8,0 (2*0,50 / 10)½ = 8,0 / 3,2 ~2,5 m.

54. Satellites terrestres et 3ème loi de Kepler. Réponse 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 référentiel géocentrique. Réponse B.
v = (GM / r)½ avec M : masse de la terre, r : rayon de l'orbite.
De plus g0 = GM / R2 à la surface de la terre.
v = R(g0 / r)½.

56. Glissement sur un plan incliné. Réponse C.
En absence de frottement, énergie cinétique du solide après un parcours de  1,0 m sur le plan.
On considère un axe parallèle au plan dirigé vers le bas du plan.
a = g sin a ; v = g sin a t ; x =½ g sin a t2  ; t = (2x /(g sin a))½ ; v = (2x g sin a))½  = (2*10 sin 30)½ ~3,2 m/s.
Ec = ½mv2 = 0,5 *0,10 *10 = 0,50 J.
Energie cinétique en présence de frottements : 0,5 *0,10 *4 = 0,20 J.
La diminution de l'énergie cinétique ( 0,30 J ) se retrouve sous forme thermique.

57. Travail de la force électrique. Réponse E.

58. Pendule électrostatique. Réponse B.

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

60. Radioactivité. Réponse B.
23290Th--->AZX +6 42He +4 0-1e.
Conservation de la charge : 90 = Z +12-4 ; Z = 82.
Conservation du nombre de nucléons : 232 = A +24 ; A =208. 20882Pb.



  

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