P. 4013. De combien de pour cent la force d’attraction terrestre
est-elle plus petite à l’altitude de l’orbite de la station spatiale
internationale qu’à la surface de la Terre?
(Exercice anglais)
(3 points)
P. 4014. De la chaleur est transmise d’une manière continue à l’air
contenu dans un cylindre à piston pendant que l’air effectue une expansion à
pression constante. Quelle fraction de la chaleur transmise servira à augmenter
l’énergie interne de l’air et quelle fraction servira à effectuer du travail?
(3 points)
P. 4015. Un récipient cylindrique ayant une base de 100 cm2
est suspendu sur un ressort. En versant lentement de l’eau dans le récipient,
on constate que la position de la surface libre de l’eau ne change pas. Donner
la constante k du ressort.
(4 points)
P. 4016. L’axe d’une poulie de masse m=1 kg est fixé à
l’extrémité libre d’un ressort de constante k=200 N/m, l’autre bout
du ressort étant fixé au plafond. L’extrémité de la partie gauche verticale
d’une ficelle de masse négligeable passée par la poulie est fixée au sol,
l’autre bout de la ficelle pend librement. A un instant donné, on commence à
tirer le point A situé à droite
au bout de la ficelle, avec une force constante de norme F=15 N de
direction verticale. Le frottement entre la poulie et la ficelle est
négligeable.
a) Donner l’élongation initiale du ressort.
b) Déterminer la valeur maximum de l’élongation du ressort.
c) Donner la valeur maximum du déplacement du point A.
(4 points)
P. 4017. Un tuyau de diamètre extérieur de 2R , d’épaisseur de
paroi inconnue est suspendu par deux ficelles de longueur 
comme illustré par la figure. En
mettant le tuyau en mouvement vibratoire de torsion, sa période mesurée est T. Donner l’épaisseur de la paroi.
(5 points)
P. 4018. Calculer le paramètre du réseau cristallin de fer de
structure cubique centrée, à l’aide de la masse molaire, de la densité du fer
et de la constante d’Avogadro.
(4 points)
P. 4019. La longueur de côté des plaques carrées verticales d’un
condensateur plat de charge Q
est a, la distance des plaques est d. Une plaque métallique de même taille,
d’épaisseur d/3 se trouve entre les plaques du condensateur,
parallèlement à ces dernières. Donner la mesure du travail nécessaire pour
sortir verticalement cette plaque de masse volumique 
du condensateur.
(5 points)
P. 4020. Un étudiant en physique travaille dans un laboratoire où il
y a un champ magnétique d’une intensité de 5 mT. Il porte un collier en or
qui entoure une surface de 0,02 m2, sa résistance est de 0,01 
.
Donner la valeur maximum de l’intensité du courant, sachant que l’intensité du
champ magnétique diminue linéairement jusqu’à 1 mT en 1 ms.
(4 points)
P. 4021. Projeter l’image nette d’un filament d’ampoule électrique
vertical sur un mur blanc. Comment changera l’image produite par la lentille du
projecteur si l’on place une grille optique à fentes verticales dans la
trajectoire de la lumière directement devant la lentille ou encore derrière la
lentille? Dans quelle position peut-on voir le mur en bleu vif?
(5 points)
P. 4022. Des protons d’énergie cinétique 5,00 MeV se dispersent
suite à des chocs élastiques avec des noyaux d’atomes inconnus ayant une
vitesse négligeable. L’énergie cinétique des protons déviés en angle droit par
rapport à leur vitesse d’origine est de 4,23 MeV.
a)Donner la masse des noyaux d’atomes et l’élément chimique dont ils
peuvent être les noyaux.
b) Dans quelle direction ces noyaux seront-ils déviés par rapport à
la direction des protons?
(5 points)
