Physique Probatoire D 2017 — Cameroun

'flA.. .A. 1 Il /'/ r- --ry' - COL- EGE CATHOLIQUE BILINGUE SAINT BENO=--=I:....::...T__..-- _ 1I--E-XA-M-EI\J---'--P-R-=-C~8A-=T=-::CIRE BLANC SERIE J:) SESSION : 2017 EPREUVE DE PHYSIQU-- COEFFICIENT 2 : DUREE : 2H -=.:.--:.~------ Les quatre exercices sont indépendants, Je candidat les traitera dans J'ordre de son choix EXERCICE: 1 ENERGIE MECANIQUE /6points Les parties A et B sont indépendantes. A- On considère un solide (5) de masse m en mouvement rectiligne sur fe tronçon ASCD voir (figure1). {S} tancé à la vitesse VA aborde le tronçon AB lisse de pente à 5% faisant un angle~ a avec l'horizontal (sina • =5/100 l.Le tronçon BD est rugueux. On donne m=500kg ; BC=100m ;VA =20m!s AB=300m, g=10N!kg. En appliquant le théorème de l'énergie cinétique: 1-Déterrniner la vitesse de (S} au point B. On prendra soin de représenter les forces appliquées au solide (S) sur chaque trajet. O.5x3=1.Spt 2-calculer j'intensité de la force de frottement f qu'il faut applï-quer au solide (S) pour qu'il s'arrête en C. 1pt 3- Déterminer la valeur de l'énergie mécanique Een B. Garde t- elle la même valeur en C? Justifier. (Pas de calcul !). Ipt+O.spt B- Un volant ayant la forme d'un cylindre homogène a pour moment d'inertîe par rapport à son axe propre J =126 kg. ml.ll est mis en rotation autour deA par un moteur qui lui fournit une puissance constante p =2000W. On prendra 1[; 3.14 pour tout calcul. 1- Quelle . durée maximale LÏt faut il pour que le volant, partant du repos, tourne à une vitesse de rotation N=1500tr!min. l.pt 2- Déterminer la valeur du moment du moteur MD développé après ~ durée- At': 13min correspondant à N lpt B C D (5) ), A Niveau de référence / / / EXERCICE: 2 INSTRUMENTS [l'OPTIQUES/4points Un instrument optique a un objectif L1 de distance focale 01F'l =ZOmm et un oculaire L2 de distance focale 02F'2 ;4cm placé à 9cm de Li' 1- De quel appareil s'agit-il et comment se faît la mise au point? O.75t 2- Calculer l'intervalle optique de cet appareil et déduire la puis-sance intrinsèque. Ipt 3- le pp d'un œil est à 40cm mais cet œil voit nettement les objets éloignés. 3 -1 Définir Le pp d'un œil. 0.5 pt 3-2 De quelle anomalie" souffre cet œil. O.Spt 3-3 Cet œil, !Jlacé contre J'oculaire d'une lunette astronomique peut voir l'image de la lune sans accommodation. Que peut- on dire de cette lunette? Calculer son grossissement sachant que l'objectif et l'oculaire ont respectivement pour distance focale 2m et 3cm. 1.25pt r----="y 1 1/2 { ~ ~c;::::a::o -1 .' EXERCICE: 3 ENERGIE ELECTRIQUE /6points. A- Production du courant électrique continu.f3pts Une batterie d'accumulateur au plomb comporte six éléments de f. e.m E =2v chacun.o A-l Quelle est la f.é.m. de cette batterie. 0.5pt A-2 La quantité d'électricité qui à traversé cette batterie lors de sa charge est Oc =SOAh. Combien de temps cette batterie peut elle fonctionner en fournissant un courant d'intensité 2A, si son rendement en Ç1uantité vaut 0.8 ? O.5pt A-3 Ecrire les équations des réactions qui ont lieu aux élE'ctrodes lors de la décharge de cette batterie, sachant que les couples mis en jea~2+/pb et PbOz! Pb 2+. lpt A-4 Calculer la diminution de la du dioxyde de plomb qu'on aura à la cathode après 5 heures de fonctionnement. On donne: M pb ='W7g/mol ;Mo =16g/mol F=96500C. lpt B-Production du courant alternatif f3pts 1- Définir: Champ magnétique uniforme; alternateur. O.Spt x2=lpt 2'- Enoncé la loi de Lenz O.5pt 3- Un solénoïde de longueur I=SOcm et de rayon 2cm comportant 3000 spires est parcouru par un courant d'intensité 1qui v~rie linéairement de 0 à 6A en 3 secondes. Calculer l'inductance L du solénoïde ainsi que la f.e.m d'auto induction pendant la variation du courant 1.5 pt EXERCICE 4 EXPlOITATIOl\l DES RESULTATS EXPERIMENTAUX /4points Dans un laboratoire un élève dispose d'une lentille mince Ll dont il veut déterminer la distance focale f 1. 1-1 l'élève constate que la lentille est plus épaisse au centre qu'au niveau des extrémités: Est-elle une lentille convergente ou divergente? 0.5 pt 1-2 L'élève dispose d'un objet réel AB et d'un'écran (E). Il place la lentille L1 suivant MN (voir figure) tel que son .axe principal soit perpendiculaire au plan de l'écran. Il déplace t'objet AB et l'écran E parallèlement à l'axe principal de Ll de façon à recueillir sur l'écran une image NB' de AB. Il mesure les distances OA et OA' puis il inscdtdans un tableau les valeurs algébriques p =-OA et p' =-0/\ 1 P(cmf ' - \6 10 120 35 150 100 P'(.çm) 30 10 166 5.8 i 5.5 5.2 1[pfcm- ) 1 . . i 1/p' (cm- l ) , ! 1 1 1-2-1 compléter les deux dernières lignes du tableau en se limitant à deux chiffres après le virgule. lpt 1-2-2 Tracer le graphe 2. =f (~) en prenant pour échelle: 3mm pour O.Olcm- 1 sur les deux axes. 1pt' pl p , . 1-2-3 Quelle est la nature de la courbe obtenue? O.Spt 1-2-4 En déduire la relation entre - et - en utilisant deux constantes a et b que l'on déterminera pl p 1pt-gra:p-hiqueme nt . $ N a A IV