Concours d'accès en 1ère année de Médecine ou Pharmacie

Épreuve de Physique

Cocher la bonne réponse: une réponse juste: 1pts, une réponse fausse ou pas de réponse: 0pts

Si vous voulez être discipliné, la durée est 45 minutes.

Ondes à la surface de l'eau

Sur la surface de l'eau contenue dans une cuve à onde, on crée à l'instant t₀ = 0, une onde progressive sinusoïdale de fréquence N, en un point S, à l'aide d'une pointe liée à un vibreur. Cette onde se propage sans amortissement et sans réflexion avec une vitesse constante.

L'élongation de la source est yₚ(t) = 10⁻² sin(100πt) (m)

Données : N = 50 Hz ; AB = 10 cm

Question 1 :

La valeur de l'instant t₁ est :

Question 2 :

L'élongation du point P à l'instant t₁ est :

Diffraction de la lumière par une fente

On réalise la diffraction de la lumière en utilisant le dispositif ci-contre. On réalise dans l'air, quatre expériences en utilisant deux lasers produisant deux radiations de longueurs d'onde respectives \( \lambda_1 \) & et \( \lambda_2 \) Pour différentes valeurs de la largeur a de la fente, on obtient les résultats indiqués dans le tableau ci-dessous.
Expérience Longueur d'onde Largeur de la fente Distance à l'écran Largeur de la tache centrale Ecart angulaire de diffraction
1 λ1 a1 = a D L1 = 3,2 cm θ1 = 10-2 rad
2 λ2 = 632,8 nm a2 = a D L2 = 5,0 cm θ2
3 λ3 = 632,8 nm a3 = a/2 D L3 = 2 L2 θ3
4 λ2 = 632,8 nm a4 = 2a D L4 = L3/2 θ4
Données: tanθ ≈ θ (rad) ; 632,8×3,2=2.10³

Question 3 :

La valeur de la largeur de la fente est :

Question 4 :

Les écarts angulaires de diffraction dans les quatre expériences sont tels que :

Radioactivité du thorium

Le noyau de thorium ²³⁰₉₀Th subit une série de désintégrations successives de types α et β⁻ qui conduisent à la formation du noyau de plomb ²⁰⁶₈₂Pb, stable.
L'équation globale des désintégrations subie par le thorium s'écrit :
²³⁰₉₀Th → ²⁰⁶₈₂Pb + x·α + y·β⁻
On dispose d'un échantillon contenant \(N_{0}\) noyaux de thorium à l'instant \(t_{0}\) = 0
L'échantillon contient à un instant t, après une série de désintégrations 0,25 mmol de thorium ²³⁰₉₀Th et 0,75 mmol de ²⁰⁶₈₂Pb.
Données : constante radioactive du thorium : λ = 8,7.10⁻⁶ an⁻¹ ; Ln 2 = 0,7

Question 5 :

Les valeurs de x et y sont :

Question 6 :

La valeur de la demi-vie du thorium est :

Question 7 :

L'âge de l'échantillon est :

Charge et décharge d'un condensateur

On considère le montage schématisé sur la figure suivante. À l'instant t₀ = 0, on place l'interrupteur K en position (1).

Un système d'acquisition donne l'expression numérique de l'intensité du courant qui circule dans le circuit :
i(t) = 6.10⁻³; \(e^{\frac{-1000t}{33}}\)(A)

Données : E = 6.0V ; R = 0.95 kΩ

Question 8 :

Les valeurs de la résistance r et de la capacité C sont :

Question 9 :

La valeur de l'énergie électrique ℰᵣ emmagasinée dans le condensateur quand \(u_c\) = 75% E est :

Question 10 :

Lorsque le condensateur devient totalement chargé, on bascule K en position (2), à un instant pris comme nouvelle origine des dates ( \(t_{0} = 0\) ).
L'expression numérique de la tension aux bornes du condensateur est :

Question 11 :

La valeur de la tension aux bornes du conducteur ohmique de résistance R à t₀ = 0 est :

Réponse d'un dipole RL

On réalise un circuit électrique série comportant une bobine d'inductance L et de résistance r, un conducteur ohmique de résistance R = 50 Ω, un générateur de tension de f.e.m. E et un interrupteur K. À l'instant t₀ = 0, on ferme K. Un système d'acquisition donne l'évolution de la tension \(u_{R}(t)\) aux bornes du conducteur ohmique et l'énergie magnétique \(\&_{m}(t)\) emmagasinée dans la bobine (voir document suivant).

Question 12 :

L'équation différentielle vérifiée par l'intensité du courant qui traverse le circuit est :

Question 13 :

La valeur de la f.é.m est :

Question 14 :

Les valeurs des caractéristiques de la bobine sont :

Sauts à ski

Un skieur de masse m désire franchir l'espace entre deux tremplins symétriques ABI et CDJ.
Données : g = 10 m.s⁻¹ ; \(v_A\) = 20 m.s⁻¹ ; α = 30° ; sin 60 = 0,866 ; BI = h = 10 m

Question 15 :

La valeur de la vitesse du skieur en B est :

Question 16 :

La valeur de la distance BC entre les deux tremplins est :

Question 17 :

L'expression de l'ordonnée du sommet S de la trajectoire du skieur est :

Étude d'un oscillateur mécanique

On considère l'oscillateur (solide (\( S \)) - ressort) représenté sur la figure. Le ressort est à spires non jointives, d'axe horizontal, de masse négligeable et de raideur \( K \). On étudie le mouvement du centre d'inertie \( G \) du solide (\( S \)) de masse \( m \) dans un repère (\( O, \vec{i} \)) lié à la Terre supposé galiléen.

On écarte (\( S \)) de sa position d'équilibre et on l'abandonne sans vitesse initiale. À l'instant \( t_0 = 0 \), choisi comme origine des dates, l'absoisse de \( G \) est \( x_{OG} = -2 \, \text{cm} \) et la coordonnée de sa vitesse dans le repère (\( O, \vec{i} \)) est \( v_{OG} = 0,2 \, \text{m}\cdot\text{s}^{-1} \).

On choisit l'état où le ressort n'est pas déformé comme référence de l'énergie potentielle élastique \( E_{pe} \) et le plan horizontal contenant \( G \) comme état de référence de l'énergie potentielle de pesanteur \( E_{pp} \).

Données :
\( m = 100 \, \text{g} \, ; \, K = 10 \, \text{N}\cdot\text{m}^{-1} \, ; \, \) les frottements sont négligeables.

Question 18 :

La valeur de l'énergie mécanique de l'oscillateur est :

Question 19 :

L'expression numérique de l'équation horaire de mouvement du solide (S) en mètre (m) est :

Question 20 :

La valeur de la vitesse de passage de G par la position d'équilibre dans le sens positif est :