Physique, concours TSEEAC technicien sup�rieur de l'aviation 2021.

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Partie 1. Mouvement d'un syst�me.
Un lyc�en emprunte r�guli�rement un ascenseur. Il remarque qu'il se sent plus lourd quand l'ascenseur se met en mouvement mais au contraire il se sent plus l�ger quand l'ascenseur ralentit avant l'arr�t.
Il place une balance dans un ascenseur � l'arr�t. Une masse de 100 g est mise sur le plateau. l'ascenseur d�marre. Pendant les 5 premi�res secondes de la mont�e, la balance affiche 109,1 g.
Durant les 10 s suivantes, la balance affiche 100 g.
Durant les 5,0 s avant l'arr�t, la balance affiche 90,8 g.
Un lyc�en r�alise l'exp�rience suivante :
Une balance �lectronique affiche z�ro quand le plateau est vide.
Il place sur le plateau une masse de 100 g et v�rifie que la balance indique bien 100,0 g.
Il relie la masse � un dynamom�tre, dispositif capable d'exercer une force verticale FD vers le haut, dont on peut faire varier la valeur.
Il effectue la s�rie de mesures suivante :
FD(N)
 0
 0,1
 0,2
 0,3
 0,4
 0,5
 0,6
 0,7
 0,8
 0,9
Masse affich�e (g)
 100
 89,8
 79,6
 69,4
 59,2
 49,0
 38,8
 28,6
 18,5
 8,3
Pour des valeur de FD  sup�rieure � 0,9, la masse d�colle du plateau.
On note FB ( R sur le sch�ma) la foce que le plateau de la balance exerce sur la masse.



Question 16.
A. FB est verticale vers le bas.
B. FB est verticale vers le haut. Vrai.
Quand FD = 0 :
C. FB = 0,98 N. ( 0,100 x9,8 =0,98 N) Vrai.
D. FB = 980 N.

Question 17.
Quand FD = 0,7 N, FB vaut : A : 0,28 vrai ;  B. 0,98 N ; C. 979,3 N ; D.980 N.
mg-FD =0,1 x9,8 -0,7 =0,28 N.

Question 18.
Quand FD = 0,7 N, la valeur de la force totale subie par la masse est :
A. nulle vrai ; B �gale � 0,28 N ; C. �gale � 0,7 N ; D. �gale � 0,98 N.

Question 19.
Dans l'exp�rience de l'ascenseur, par rapport � un r�f�rentiel terrestre, quand la balance affiche 109,1 g, la force totale subie par la masse a les propri�t�s suivantes :
A. elle est nulle.
B. elle est verticale vers le bas.
C. elle est verticale vers le haut. Vrai.
D. sa valeur est comprise entre 0,08 N et 0,09 N. Vrai.

Au d�part, l'acc�l�ration est positive. La balance affiche FB / g soit FB =0,1091 x9,8 ~1,07 N.
P = mg = 0,1 x9,8 = 0,98 N.
1,07-0,98 ~0,089 N.

Question 20.
Quand la balance affiche 109,1 g, si � un instant donn� la vitesse de la cabine a une valeur de 1,0 m /s, 0,5 s plus tard cette valeur devient comprise entre :
A. 0 et 0,3 m /s.
B. 0,3 et 1 m /s. C. 1 et 3 m /s. Vrai.
D. 3 et 10 m /s.
ma = 0,089  N ; a = 0,089 / 0,1 =0,89 m s-2 ; a =  Dv / Dt ; Dv =0,89 x0,5 ~0,45 m /s.
v(t+0,5) = 1,0 +0,45 =1,45 m/s.

Question 21.
Quand la balance affiche 90,9 g, si � un instant donn� la vitesse de la cabine a une valeur de 1,0 m /s, 0,5 seconde plus tard la valeur devient comprise entre :
A. 0 et 0,3 m /s.
B. 0,3 et 1 m /s. Vrai.
 C. 1 et 3 m /s.
D. 3 et 10 m /s.
FB =0,0909 x9,8 ~0,89 N.
P = mg = 0,1 x9,8 = 0,98 N.
ma =0,89-0,98 ~ -0,09 N.
a = -0,09 /0,10= -0,9 m s-2.
 a =  Dv / Dt ; Dv = -0,9 x0,5 ~ -0,45 m /s.
v(t+0,5) = 1,0 -0,45 =0,55 m/s.


 Question 22.
Sur ce graphe, la valeur de vmax est comprise entre :
A. 4 et 20 m /s. Vrai.
B. 20 et 60 m /s.
C. 80 et 200 m /s.
D. 200 et 600 m /s.
Entre 0 et 5 s, v = at avec a = 0,89 m s-2 ( voir question 20).
v =0,89t ; vmax = 0,89 x5 =4,45 m /s.

Question 23.
La distance parcourue par la cabine est comprise entre :
A. 10 et 30 m.
B. 30 et 100 m. Vrai.
C. 100 et 300 m.
D. 300 et 1000 m.
Entre 0 et 5s ( ou entre 15 et 20 s), la distance parcourue est : �at2 =0,5 x0,89x52 =11,125 m.
Entre 5 et 15s, la distance parcourue est : 4,45 x10 = 44,5 m.
Total : 11,125 +44,5 +11,125 =66,75 m.

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 Partie II. Aspects �nerg�tiques des ph�nom�nes �lectriques.
On utilise le montage suivant pour d�terminer la caract�ristique d'une source r�elle de tension fem E et r�sistance RS). En faisant varier R, on mesure les grandeurs suivantes :
R ohm
 1000
 700
 300
 100
intensit� (mA)
 8,08
 11,35
 26,8
 74,3
tension (V)
 8,32
 8,29
 8,13
 7,66

Question 24.
RS est comprise entre :
A. 2 et 6 ohms.
 B. 6 et 20 ohms. Vrai.
 C. 20 et 60 ohms.
 D. 60 et 200 ohms.
U = E-RS I ; RS = 10 ohms. E = 8,4 V.

Quand U varie de 8,32 � 7,66 V, l'intensit� varie de 8,08 10-3 A � 74,3  10-3 A.
RS = (8,32 -7,66 ) / (0,0743-0,00808) ~ 10 ohms.

Question 25.
La tension E est comprise entre :
A. 1 et 2 V.
B. 2 et 5 V.
C. 5 et 10 V. Vrai.
D.10 et 20 V.
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Question 26.
Quand la source r�elle d�livre 50,0 mA, elle fournit une puissance comprise entre :
A. 0,2 et 0,6 W. Vrai.
B. 0,6 et 2 W.
C. 2 et 6 W.
D. 6 et 20 W.
P = E I = 8,4 x0,050 =0,42 W.

Question 27.
La source r�elle fonctionne pendant 10,0 min ; elle fournit une �nergie comprise entre :
A. 3 et 6 J.
B. 10 et 30 J.
C. 30 et 100 J.
D. 100 et 300 J. Vrai.
E = P Dt = 0,42 x10 x60 =252 J.

Partie III. La lumi�re : images.
Question 28.
On place un objet r�el AB � 30,0 cm d'une lentille mince convergente. On obtient une image r�elle A'B' � une distance de 45,0 cm de l'objet. La distance focale de la lentille est comprise entre :
A. 6 mm et 2 cm.
B. 2 cm et 6 cm.
C. 6 cm et 20 cm. Vrai.
D. 20 cm et 60 cm.

Question 29.
Pour former � l'aide de cette lentille une image r�elle d'un objet r�el avec un grandissement de -4, il faut placer la lentille entre :
A. 6 et 10 cm de l'objet.
B. 10 cm et 20 cm de l'objet. Vrai.
C. 20 cm et 30 cm de l'objet.
D. 30 cm et 60 cm de l'objet.

Question 30.
Dans un programme Python permettant de faire des calculs en optique g�om�trique, on trouve la fonction suivante :
def calcule (x1, x2) :
unsurr =1 /x1+1 /x2
r = 1/unsurr
return r
Cette fonction permet de calculer :
A. mesure alg�brique de OA' en fonction de la distance focale de la lentille et de la mesure alg�brique de OA. Vrai.
B. la distance focale de la lentille.
C. mesure alg�brique de OA en fonction de la distance focale de la lentille et de la mesure alg�brique de OA'.
D. la distance entre un objet et son image.

  
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