QCM m�canique, thermique, concours Audioproth�siste Bordeaux 2019.

QCM m�canique, thermique, concours Audioproth�siste Bordeaux 2019.

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M�canique
Question 22
Un �lectron p�n�tre en O avec une vitesse v₀ faisant un angle de 30 � avec le plan horizontal dans un champ �lectrostatique E = 57 kV / m, uniforme. ( longueur des armature : 10 cm). La vitesse d'entr�e de l'�lectron est v₀ = 2,00 10⁷ m /s. Le poids est n�glig� devant la force �lectrique.
L'�quation horaire x(t) dans le syst�me 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'�quation horaire en y dans le syst�me 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'�quation de la trajectoire est dans le syst�me 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'�lectron sort des plaques � l'ordonn�e :
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'�lectron atteint son ordonn�e 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'ordonn�e maximale de l'�lectron 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'ordonn�e maximale est obtenue � 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 propri�t�s thermiques d'un simple vitrage d'�paisseur 5 mm et d'un double vitrage constitu� de deux vitres d'�paisseur �gale � 5 mm chacune s�par�es par une lame d'air de 1 cm d'�paisseur sur une p�riode de 150 jours.
Surface vitr�e S = 15 m² ; temp�rature ext�rieure T_e = 5�C ; temp�rature int�rieure T_i = 19�C ;
Conductivit� 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 r�sistance 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 temp�rature de surface du mat�riau n'est pas �gale � celle du milieu ambiant.
T_i-T'_i = F /(hS). A l'int�rieur h_i = 9 W m^-2 K^-1 ; � l'ext�rieur h_e = 17 W m^-2 K^-1.
Question 32
Calculer la r�sistance 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 temp�ratures 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'�nergie consomm�e 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 r�sistance 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.
R�ponse 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 temp�ratures 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
.R�ponse D.

Question 39
Calculer l'�nergie consomm�e 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 �conomie 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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