Niveau 1

Exercice 1. La largeur d’une sortie de station de métro est de 2 mètres. Dans la foule qui se déplace, il y a en moyenne 2 personnes par mètre carré. Un jour, à une heure de pointe, 300 personnes sont passées en une minute par cette sortie. Quelle était la vitesse moyenne des gens ?
      (A) 1,25 km/h
      (B) 2,5 km/h
      (C) 3 km/h
      (D) 4,5 km/h
      (E) 9 km/h

Exercice 2. Deux nageurs démarrent en même temps du côté nord et du côté sud d’un bassin et ils nagent à vitesse constante en direction nord-sud. A leur première rencontre, ils se trouvent à 25 mètres du côté sud du bassin, à leur deuxième rencontre, (quand chacun a tourné une fois) à 15 mètres du côté nord. Donner la longueur du bassin.
      (A) 25 m
      (B) 35 m
      (C) 45 m
      (D) 50 m
      (E) 60 m

Exercice 3. Hansel et Gretel font du patin à glace. Hansel est debout, immobile sur la glace, Gretel arrive à la vitesse de 3 m/s  et entre en collision avec lui, puis ils glissent en s’accrochant l’un à l’autre, enfin Gretel se détache de Hansel en le poussant de telle façon qu’elle glisse à la vitesse de 3 m/s  en sens inverse par rapport au sens de son mouvement d’origine. La masse de Hansel est de 70 kg, celle de Gretel de 50 kg. Quelle est la vitesse de Hansel après la séparation? (Les directions des mouvements restent dans une ligne droite, le frottement et la résistance de l’aire sont négligeables.)
      (A) 1,25 m/s
      (B) 1,42 m/s
      (C) 2,86 m/s
      (D) 3 m/s
      (E) 3,5 m/s

Exercice 4. Sur une cuisinière, chauffer - à puissance constante - une casserole d’eau de 15° jusqu’à ébullition(jusqu’à 100°) prend 3 minutes. Combien de minutes sont-elles nécessaires sur cette même cuisinière et à la même puissance pour l’évaporation complète de cette casserole d’eau de 100°?
      (A) 6 minutes
      (B) 16 minutes
      (C) 19 minutes
      (D) 46 minutes
      (E) 108 minutes

Exercice 5. On tient un seau en plastique de 10 litres de volume (dont la masse est 200g  et la masse volumique de sa matière est de 400 kg/m³) d’abord en l’air, rempli d’eau puis, puis en retournant le seau vide avec son ouverture vers le bas, on le pousse complètement sous l’eau. On suppose que l’air contenu dans le seau ne se comprime pas (c’est à dire qu’il reste de volume 10 litres). Dans quel cas doit-on déployer une plus grande force pour tenir le seau et de combien? (g=10 m/s²)
      (A) Dans le premier cas, de 3 N
      (B) Dans le premier cas, de 1 N
      (C) Les deux forces sont égales
      (D) Dans le deuxième cas, de 1 N
      (E) Dans le deuxième cas, de 3 N

Niveau 2

Exercice 1. Une voiture roulant à 40 km/h, arrive sur une section de route glissante, freine brusquement, les roues se bloquent et la voiture s’arrête après une glissade de 100 mètres. Une autre voiture roulant à 50 km/h, arrive sur cette même section de route glissante mais elle ne freine pas brusquement, les roues ne glissent juste pas sur la glace et à cause de ça elle s’arrête aussi après avoir fait 100 mètres. Combien de fois le coefficient d’adhésion est-il plus grand sur la glace que le coefficient de glissement?
      (A) 1
      (B) 1,12
      (C) 1,25
      (D) 1,39
      (E) 1,56

Exercice 2. Thomas a mesuré dans l’ascenseur d’une tour qu’en montant l’ascenseur a accéléré pendant 8 secondes après le démarrage, avançait ensuite pendant 20 secondes à vitesse constante puis après 10 secondes de ralentissement il est arrivé au niveau supérieur. Ce niveau est situé de 80 m plus haut que l’endroit où il est monté dans l’ascenseur. Quelle était la vitesse maximale de l’ascenseur?
      (A) 
      (B) 
      (C) 
      (D) 
      (E) 

Exercice 3. Une balle de fusil en plomb de masse 40 grammes rentre dans un mûr et s’arrête à l’intérieur de celui-ci. Juste avant l’impacte, sa vitesse était de 300 m/s. On suppose que la moitié de son énergie potentielle a servi pour réchauffer la balle. De combien de degrés s’est-elle réchauffée?
      (A) 87°C
      (B) 112°C
      (C) 173°C
      (D) 256°C
      (E) 346°C

Exercice 4. Un cycliste se déplace sur une trajectoire circulaire. En faisant un tour de piste, la roue avant effectue juste un tour de plus que la roue arrière. La distance des axes (et des points de contact avec le sol) des deux roues est de 1,2 m, les rayons des roues sont de 30 cm. Donner le rayon du cercle parcouru par la roue arrière.
      (A) 0,9 m
      (B) 2,25 m
      (C) 2,55 m
      (D) 3,25 m
      (E) 4,725 m

Exercice 5. D’un avion de vitesse 360 km/h, un parachutiste de masse 80 kg  (y compris son parachute) saute à 700 m  d’altitude au-dessus du sol. A l’atterrissage, son mouvement est vertical, sa vitesse est de 15 km/h. Donner le travail effectué sur lui par l’atmosphère au cours de sa chute. (g=10 m/s)
      (A) aucun travail effectué
      (B) 399,3 kJ
      (C) 559,3 kJ
      (D) 759,3 kJ
      (E) 959,3 kJ

Niveau 3

Exercice 1. Un cycliste se déplace sur une trajectoire circulaire. En faisant un tour de piste, la roue avant effectue juste un tour de plus que la roue arrière. La distance des axes (et des points de contact avec le sol) des deux roues est de 1,2 m, les rayons des roues sont de 30 cm. De quel angle le cycliste a-t-il tourné le guidon d’axe vertical?
      (A) 26°
      (B) 28°
      (C) 30°
      (D) 32°
      (E) 34°

Exercice 2. On a un générateur dont on peut varier la tension mais il n’est pas précis: La tension mesurée est toujours plus petite que la tension réglée, mais cette différence est constante. Sur ce générateur, on branche une ampoule électrique. La puissance de l’ampoule en réglage 9 V est de 10 W, en réglage 6 V de 4 W. Donner la différence entre la tension réglée du générateur et sa valeur réelle.
      (A) 0,16 V
      (B) 0,58 V
      (C) 0,77 V
      (D) 0,84 V
      (E) 1,16 V

Exercice 3. Dans une certaine diode, l’intensité du courant est proportionnelle au carré de la tension entre ses bornes (si la tension est exprimée en Volt et l’intensité du courant en Ampère, alors I=0,01^.U²). Si l’on relie cette diode en série avec une résistance de 800  et on les branche ensuite sur une pile de 5 V, quelle sera l’intensité du courant dans ce circuit?
      (A) 5,34 mA
      (B) 5,94 mA
      (C) 6,23 mA
      (D) 10,7 mA
      (E) 16,6 mA

Exercice 4. Une plaque de verre à parois planes parallèles d’épaisseur 1,5 cm est traversée par un rayon de lumière en 0,1 ns. D’un côté de la plaque il y a de l’air, de l’autre côté de l’eau. Donner l’angle formé par le rayon de lumière passant dans l’air et celui passant dans l’eau. (n_verre=1,5 et n_eau=1,333)
      (A) 22,3°
      (B) 34,7°
      (C) 36,7°
      (D) 46,8°
      (E) pas d’angle puisque le rayon ne sort pas du verre dans l’air

Exercice 5. Un récipient fermé par un piston contient 0,2 m³ de vapeur d’eau saturée à 100 °C. La masse volumique de la vapeur est de 0,6 kg/m³. En pressant lentement le piston, on diminue le volume du récipient à un dixième de son volume d’origine. Donner la masse de l’eau obtenue par condensation.
      (A) 12 g
      (B) 54 g
      (C) 108 g
      (D) 120 g
      (E) 200 g