Niveau 1

1. Un homme fait 100 pas en une minute en marchant, la longueur de ses pas est de 80 cm. Il commence à marcher en même temps que son fils qui fait des pas de 60 cm. Deux minutes après, le garçon a 50 mètres d’avance sur son père. Combien de pas le garçon fait-il en une minute?
  (A) 100
  (B) 150
  (C) 175
  (D) 210
  (E) 350

2. Dans quel cas un objet qu’on laisse tomber d’un véhicule lunaire avançant horizontalement arrivera-t-il plus tôt au sol ? Si le véhicule est immobile ou s’il bouge? (La hauteur de la chute est la même dans les deux cas)
  (A) S’il bouge car la masse de la Lune est plus petite que celle de la Terre
  (B) S’il bouge car la Lune n’a pas d’atmosphère
  (C) S’il est immobile car dans ce cas le chemin parcouru par l’objet est plus court
  (D) S’il est immobile car la masse de la Lune est plus petite que celle de la Terre
  (E) En même temps car la Lune n’a pas d’atmosphère

3. Deux cyclistes roulent à vitesses constantes sur une piste circulaire de 300 mètres de long, l’un à 30 km/h, l’autre à 36 km/h. Le plus rapide double l’autre au moment t=0. Quelle est la distance parcourue par le plus lent jusqu’au moment où ils se trouveront pour la première fois à deux points diamétralement opposés de la piste?
  (A) 600 m
  (B) 750 m
  (C) 900 m
  (D) 1200 m
  (E) 1500 m

4. Dans un bassin rectangulaire de 1,6 m  x 1,8 m, la profondeur de l’eau est de 2 m. Quelle sera la mesure de la pression au fond du bassin, sachant qu’on a posé sur l’eau un « pavé » de bois d’une masse de 180 kg? (Le pavé ne touche pas le fond du bassin, prendre g=10 m/s².)
  (A) 20 kPa
  (B) 20,6 kPa
  (C) 120 kPa
  (D) 120,6 kPa
  (E) cela dépend de la masse volumique du pavé

5. Donner la résistance interne d’une pile, sachant qu’en branchant sur cette pile deux résistances de 2  et de 3 (pas en même temps), elles ont la même puissance.
  (A) 1,2 
  (B) 2,4 
  (C) 2,45 
  (D) 2,5 
  (E) 2,55 

Niveau 2

1. L’hélice d’un avion volant à la vitesse de 300 km/h effectue 300 tours par minute. Donner la distance parcourue par la pointe de l’hélice de rayon 1,5 m pendant qu’elle effectue un tour.
  (A) 9,4 m
  (B) 16,7 m
  (C) 19,1 m
  (D) 25,3 m
  (E) 60,7 m

2. La locomotive d’un train est immobile 400 m avant l’aiguillage situé à la sortie d’une gare. Au signal, le train avance à accélération constante jusqu’à l’aiguille qu’il traverse à vitesse constante pour des raisons de sécurité. En quittant l’aiguille, il avance de nouveau à la même accélération constante que précédemment jusqu’au signal situé à 1 km de l’aiguille. On sait que le temps écoulé depuis le départ jusqu’à l’arrivée à ce dernier signal est le double du temps mis du départ jusqu’à l’aiguille. De combien de wagons de 27 m de long le train est-il constitué? (La locomotive est plus courte que les wagons.)
  (A) 5
  (B) 6
  (C) 7
  (D) 8
  (E) 9

3. La masse d’un chien est 1,5 fois plus grande que celle du chat qu’il est en train de chasser; ils ont la même énergie cinétique. La distance entre eux croit de 1 m par seconde. A quelle vitesse le chien court-il?
  (A) 
  (B) 
  (C) 
  (D) 
  (E) 

4. Deux petits chariots identiques d’une masse de 1 kg  chacun, pouvant rouler facilement,  sont immobiles sur une table horizontale. Sur un des chariots, on a fixé un ressort de masse négligeable comme indiqué par la figure puis on a poussé l’autre chariot à la vitesse de 4 m/s en direction du premier. Donner la mesure de l’énergie du ressort au moment où sa longueur est minimale pendant le choc.

  (A) 2 J
  (B) 4 J
  (C) 6 J
  (D) 8 J
  (E) cela dépend de la constante du ressort

5. D’une montgolfière montant à la vitesse de 3 m/s, un homme laisse tomber d’une hauteur de 250 mètres un sac rempli de sable. Dans combien de secondes entendra-t-il le bruit de l’atterrissage du sac? (c=345 m/s)
  (A) 7,4 s
  (B) 7,6 s
  (C) 8 s
  (D) 8,2 s
  (E) 8,5 s

Niveau 3

1. Une balançoire à planche de 3 mètres de long est soutenue par deux ressorts placés symétriques par rapport au milieu, la distance entre les ressorts étant de 60 cm. La masse de la planche homogène, horizontale au repos, est de 30 kg, la compression des ressorts est alors de 1,5 cm. Une personne de 50 kg et une autre de 70 kg s’assoient aux deux extrémités de la balançoire. Quel angle la planche de la balançoire formera-t-elle avec la ligne horizontale dans l’état d’équilibre ainsi obtenu? (On peut négliger les changements de distances dans le sens horizontal suite au mouvement de rotation.)
  (A) 0°
  (B) 4,8°
  (C) 9,6°
  (D) 14°
  (E) 18,4°

2. Est-il possible d’obtenir un courant continu sur la bobine secondaire d’un transformateur?
  (A) Non, car le courant secondaire du transformateur ne peut être qu’alternatif.
  (B) Non, car le transformateur a toujours une perte minimale.
  (C) Oui, mais seulement à courte durée.
  (D) Oui, à durée indéterminée.
  (E) Oui, si le rapport de transformation (U_s /U_pr) est assez grand.

3. On a collé ensemble une barre d’aluminium de 10 cm de long et une barre de cuivre de 6 cm de long, obtenant ainsi une barre de 16 cm de long (les barres ont la même section). Placer cette barre dans un récipient ayant une forme de demi-sphère de rayon interne de 12 cm dans lequel elle peut bouger sans frottement. Un angle de combien de degrés la barre formera-t-elle avec la ligne horizontale dans sa position d’équilibre?
  (A) 0°
  (B) 5,2°
  (C) 11,5°
  (D) 14,5°
  (E) 16,7°

4. On a branché en série une résistance de 25 k, un condensateur de 800 nF  et une bobine de 50 mH, sur une source de tension de courant alternatif de fréquence modifiable. A quelle fréquence le retard de l’intensité du courant par rapport à la tension sera-t-il de 10°?
  (A) 45 Hz
  (B) 283 Hz
  (C) 1,89 kHz
  (D) 14,1 kHz
  (E) 88,4 kHz

5. Notre œil peut détecter, dans une nuit noire et par temps « clair », la flamme d’une bougie même à 5 km de distance (cela correspond à peu près au seuil de sensibilité de notre œil). La puissance de la lumière d’une bougie est de 20 mW en moyenne, sa longueur d’ondes moyenne est d’environs 580 nm. Environs combien de photons arrivent-ils par seconde dans la pupille de 9 mm de diamètre d’un être humain d’une bougie située à cette distance? (Considérer la lumière de la bougie comme monochromatique, de longueur d’ondes 580 nm et négliger les pertes subies dans l’atmosphère.)
  (A) 100
  (B) 10⁴
  (C) 10⁶
  (D) 10⁸
  (E) 10¹⁰