QCM mécanique, thermique, concours Audioprothésiste Bordeaux 2019.

QCM mécanique, thermique, concours Audioprothésiste Bordeaux 2019.

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Mécanique
Question 22
Un électron pénètre en O avec une vitesse v₀ faisant un angle de 30 ° avec le plan horizontal dans un champ électrostatique E = 57 kV / m, uniforme. ( longueur des armature : 10 cm). La vitesse d'entrée de l'électron est v₀ = 2,00 10⁷ m /s. Le poids est négligé devant la force électrique.
L'équation horaire x(t) dans le système SI est :

A . x(t) = 1,73 10⁷ t +2,00 10⁷.
x(t) = 2,00 10⁷ cos(30) t =x(t) = 1,73 10⁷ t.
B . x(t) = 1,73 10⁷ t. Vrai.
C . x(t) =1,53 10⁷ t.
D. x(t) =2,83 10⁷ t.
E . x(t) =1,13 10⁷ t.
Question 23
L'équation horaire en y dans le système SI est :
A. y(t) = 4,01 10¹⁵ t² +1,42 10⁷ t.
0,5a= -eE / (2m) =-1,6 10^-19 x57 10³ /(2 x9,1 10^-31) = -5,01 10¹⁵ m s^-2. ; v₀ sin 30 =1,00 10⁷.
B . y(t) = -8,12 10¹⁵ t² +3,15 10⁷ t.
C y(t) = -4,01 10¹⁵ t² +1,2310⁷ t..
D . y(t) = -3,02 10¹⁵ t² +1,00 10⁷ t.
E . y(t) = -5,01 10¹⁵ t² +1,00 10⁷ t. Vrai.
Question 24
L'équation de la trajectoire est dans le système SI :
A .y(x) =-2,29 x² +4,23 x.
tan 30 =0,577 ; -0,5a/(v₀ cos 30)² = -5,01 10¹⁵/(2,00 10⁷xcos30)² = -16,7.
B . y(x) =-24,24 x² +11,58 x.
C .y(x) = -9,31 x² +2,58 x.
D ..y(x) = -16,7 x² +0,58 x. Vrai.
E . y(x) =-12,41 x² +1,58 x.

Question 25
L'électron sort des plaques à l'ordonnée :
A 109 mm.
y(0,1) = -16,7 x0,01 +0,58 x0,1 = -0,109 m.
B . -109 mm. Vrai.
C 94 mm
D . -94 mm
E . -114 mm
Question 26
L'électron atteint son ordonnée maximale au temps:
A.8 ns.
La composante verticale de la vitesse est nulle.
0 = at +v₀ sin(30) ; t =1,00 10⁷ / (2 x5,01 10¹⁵) =9,98 10^-10 s = 0,998 ns.
B . 415 ns.
C . 422 ns
D .440.ns
E 0,998 ns. Vrai.

Question 27
L'ordonnée maximale de l'électron est :
A . 3,2 mm.
y(9,98 10^-10) = -5,01 10¹⁵ (9,98 10^-10)² +1,00 10⁷ x9,98 10^-10=1=4,99 10^-3 m = 4,99 mm
B 4,3 mm
C 15,2 mm
D . 5 mm. Vrai.
E .8,1 mm.
Question 28
L'ordonnée maximale est obtenue à l'abscisse :
A 17,3 mm. Vrai.
x(9,98 10^-10) = 1,73 10⁷ x9,98 10^-10 =1,73 10^-2 m = 17,3 mm.
B 18,1 mm
C 57,2 mm.
D 37,8 mm.
E . 43,3 mm.

Thermique.
On se propose de comparer les propriétés thermiques d'un simple vitrage d'épaisseur 5 mm et d'un double vitrage constitué de deux vitres d'épaisseur égale à 5 mm chacune séparées par une lame d'air de 1 cm d'épaisseur sur une période de 150 jours.
Surface vitrée S = 15 m² ; température extérieure T_e = 5°C ; température intérieure T_i = 19°C ;
Conductivité thermique du verre : l = 1,2 W m^-1K^-1 ; de l'air l' = 0,025 ; prix du kWh 0,11 € HT ; TVA : 18,6 %.
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Question 29
Calculer le flux thermique traversant le simple vitrage en ternant compte uniquement de la conduction thermique.
A . 2100 W.
R = e / ( l S) =0,005 / (1,2 x15) =2,77 10^-4 K W^-1.
Flux thermique F = (T_i-T_e) / R = (19-5) / (2,77 10^-4) ~50400 W.
B . 50400 W. Vrai.
C .48100 W
D . 32400 W.
E . 75800 W.

Question 30
Calculer la résistance thermique du double vitrage.
A . 18,2 mK / W.
0,01 / (1,2 x15) +0,01 /(0,025 x15) =0,0272 K W^-1.
B . 37,2 mK / W
C . 17,3 mK / W.
D . 27,2 mK / W. Vrai.
E 23,5 mK / W

Question 31
Calculer le flux thermique traaversant le double vitrage.
A . 514 W. Vrai.
(T_i-T_e) / R = (19-5) / (0,0272) ~514 W.
B - 5040 W.
C 451 W
D 322 W
E 758 W.

Il faut tenir compte de la convection, la température de surface du matériau n'est pas égale à celle du milieu ambiant.
T_i-T'_i = F /(hS). A l'intérieur h_i = 9 W m^-2 K^-1 ; à l'extérieur h_e = 17 W m^-2 K^-1.
Question 32
Calculer la résistance thermique totale du simple vitrage en tenant compte de la conduction.
A . 46,2 mK / W.
2,77 10^-4+1/(9 x15) +1 /(17 x15) = 0,0116 K / W.
B . 34,2 mK / W.
C . 11,6 mK / W. Vrai.
D . 25,3 mK / W.
E . 13,5 mK / W.
Question 33
Calculer le flux thermique traversant le simple vitrage.
A . 1210 W.
14 / 0,0116 ~1206 W.
B . 1340 W
C . 1412 W..
D . 1206 W. Vrai.
E 1758 W.

Question 34
Calculer les températures de surface du simple vitrage.
A 13,1°C et 10,7 °C.
T_e +F /(h_e S) =5 +1206 /(17 x15) =9,7 °C.
T_i +F /(h_e S) =19 -1206 /(9 x15) =10,1°C.
B 16,1°C et 8,5 °C.
C 14,2 °C et 6,7 °C..
D 18,9 °C et 5,1 °C.
E 10,1°C et 9,7 °C.

Question 35
Calculer l'énergie consommée en 150 jours avec le simple vitrage en tenant compte de la conduction et de la convection.
A . 2312 kWh.
1206 x150 x24 =4,342 10⁶ Wh = 4342 kWh.
B.4342 kWh. Vrai.
C. 9584 kWh.
D. 3147 kWh
E. 6378 kWh.

Question 36
Calculer la résistance thermique totale du double vitrage en tenant compte de la conduction et de la convection.
0,0272+1/(9 x15) +1 /(17 x15) = 0,0386 K / W.
Réponse C.

Question 37.
Calculer le flux thermique traversant le double vitrage en tenant compte de la conduction et de la convection.
A. 214 W.
(19-5) / 0,0386=363 W.
B. 140 W
C. 451 W.
D. 322 W.
E. 363 W. Vrai.

Question 38. Calculer les températures de surface du simple vitrage.
T_e +F /(h_e S) =5 +363 /(17 x15) =6,4 °C.
T_i +F /(h_e S) =19 -363 /(9 x15) =16,3°C
.Réponse D.

Question 39
Calculer l'énergie consommée en 150 jours avec le simple vitrage en tenant compte de la conduction et de la convection.
A. 1307 kWh. Vrai.
363 x150 x24 =1,307 10⁶ Wh = 1307 kWh.
B. 1802 kWh
C. 2109 kWh..
D .3147 kWh.
E. 4126 kWh.

Question 40
Quelle économie peut-on escompter en passant du simple au double vitrage ?
A. 196 €.
(4342-1307) x0,11 x1,186 =396 €.
B . 458 €
C . 256 €.
D. 396 €. Vrai.
E 512 €.
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