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Maths - Physique - Informatique / Collège, Lycée et +

 

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Rédaction

 

 

 

Exercices de physique

janvier 2010.

prière de lire le règlement du concours

Exercice de Mesure

Date limite d'envoi : 15 février 2010

M

M. 301. Si on jète un sachet de bonbons ou autre (par exemple un sachet rempli de poudre pâtissière) sur une table horizontale de telle sorte que le sachet soit horizontal, alors ce dernier ne rebondit pas mais après le choc il commence à glisser puis s’arrête. Mesurer, comment dépend la longueur du chemin parcouru pendant le freinage de la mesure de la vitesse d’impact du sachet et de l’angle que la vitesse forme avec la ligne horizontale.

Un exercice de István Varga (1952--2007)

(6 points)

 


Les exercices P

Date limite d'envoi : 15 février 2010

P

P. 4204. De quelle couleur le ciel est-il sur la Lune le jour? En quelle(s) couleur(s) voit-on la Terre et Mars sur la Lune?

Publié par: Rita Dóczi, Budapest

(3 points)

P. 4205. Dans un tuyau de verre fermé à une extrémité, une colonne de mercure enferme une certaine quantité d’air. Le tuyau de verre forme un angle \alpha avec la ligne verticale. Suite aux variations de température, la variation relative de longueur de la colonne d’air enfermée dépendra-t-elle de \alpha?

Publié par: István Barcza, Budapest

(3 points)

P. 4206. La longueur du nouveau sous-marin nucléaire indien est de 112 m, sa masse est de 6000 tonnes, sa vitesse maximale est de 44 km/h, sa puissance maximale est de 85 MW. En utilisant ces données et d’autres données se trouvant dans des formulaires ou tableaux de science physique, estimer

a) la force de poussée maximale du sous-marin,

b) le diamètre du corps du sous-marin.

Publié par: Gyula Radnai, Budapest

(4 points)

P. 4207. Deux balles de tennis de 60 g chacune sont reliées par un fil élastique de masse négligeable et tenues en position verticale selon la figure. L’élastique n’est alors pas étiré, sa longueur est de 40 cm. De cette position, on commence à soulever lentement la balle du haut verticalement vers le haut jusqu’à ce que la balle du bas se soulève juste du sol. Le fil élastique est alors de 1 m de long. La force déployée par l’élastique est proportionnelle à son élongation.

a) Donner la mesure du travail effectué en soulevant la balle du haut.

b) En relâchant la balle du haut, à quelle vitesse celle-ce butera-t-elle l’autre balle?

c) Donner le temps de chute de la balle du haut entre le moment de la lâcher et le choc.

Publié par: András Szkladányi, Baja

(5 points)

P. 4208. Les billes percées de masses 4m, m  et 3m  peuvent glisser sans frottement sur une barre horizontale. A un moment donné, on démarre la bille de milieu vers la droite, à une vitesse initiale de v0=5 m/s. Déterminer, après les chocs élastiques

a) la vitesse des billes;

b) le rapport des énergies cinétiques des billes.

Publié par: László Kotek, Pécs

(4 points)

P. 4209. On respire en moyenne 18 fois par minute et chaque fois on inspire environs 500 cm3 d’air. L’air inspiré contient 21% de O2, l’aire expiré 16%, la température de l’air dans les poumons est égale à la température du corps.

Donner, en gramme, la consommation journalière de dioxygène (O2).

Publié par: Tibor Lakatos, Pécs

(4 points)

P. 4210. Un récipient à isolation thermique contient 10 kg de glace à -30 oC. On verse sur cette glace 1 kg d’eau de 80 oC puis on laisse entrer dans le récipient 5 kg de vapeur d’eau de 120 oC.

Quel sera l’état final du système?

Publié par: Mátyás Bányai, Esztergom

(4 points)

P. 4211. Dans un fil électrique, se trouvant dans l’axe d’un tuyau métallique droit de longueur infinie, l’intensité du courant est I. Le rayon du tuyau est r, l’épaisseur de sa paroi est d (d\llr), le module Young de sa matière est E.

De combien le rayon du tuyau variera-t-il si le sens du courant dans le fil est opposé mais de même intensité I? Que peut-on observer? Une augmentation ou une diminution du rayon?

Publié par: Péter Balogh, Váchartyán

(5 points)

P. 4212. Nous devons déterminer le rapport de masse des éléments constituants dans un mélange de deux éléments. Il s’agit d’éléments à numéros atomiques grands, ayant la même masse atomique, l’échantillon à notre disposition a une masse de 0,8 mg. Nous savons que chacun des deux éléments émet un rayonnement \beta sous l’effet d’un rayonnement de neutrons. Les deux éléments se comportent de la même manière en ce qui concerne l’absorption de neutrons. L’élément A  a un temps de division d’une demi-heure, l’élément B de une heure. Tout de suite après avoir soumis l’échantillon au rayonnement de neutrons, nous mesurons l’intensité de rayonnement \beta émis. Le compteur indique alors – sans compter le rayonnement d’arrière-plan – 400 particules \beta en 10 secondes, une heure après l’appareil n’indique plus que de 145 particules \beta en 10 secondes.

Donner la masse de l’élément A  et celle de l’élément B  dans l’échantillon.

Publié par: Miklós Szombathy, Eger

(5 points)

P. 4213. On a l’habitude de dire du spectre de l’hydrogène atomique que les raies de la suite Lyman sont des rayons ultraviolets, les raies de la suite Balmer font partie de la lumière visible, tandis que la suite Paschen et les autres suites se trouvent dans le domaine infrarouge. Mais ceci n’est pas tout à fait vrai car certaines raies de la suite Balmer sont invisibles pour l’œil humain.

En utilisant le modèle Bohr, déterminer le nombre de lignes visibles de la spectroscopie de l’hydrogène atomique et préciser lesquelles.

Publié par: Gyula Honyek, Budapest

(4 points)

 


Les solutions des exercices de physique doivent être adressées à:

Association "Jeunes Talents Scientifiques"
42 rue d'Illzach
68100 Mulhouse

ou par mail : mathspci@free.fr ( lire les questions/réponses )

Date limite d'envoi : 15 février 2010

 

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