ECOLE NATIONALE SUPÉRIEURE POLYTECHNIQUE. Université de Yaoundé I. Concours d entrée en première année. Épreuve de Sciences physiques SUJET N 1

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1 ECOLE NAIONALE SUPÉRIEURE POLYECHNIQUE Université de Yaoundé I 005 Concours d entrée en première année Épreuve de Sciences physiques SUJE N Durée : Heures Le sujet est constitué de 0 exercices. Pour chaque question, vous devez cocher sur la «feuille de réponse» la réponse que vous jugez exacte. Aucune justification n est demandée. Exercice La terre tourne uniformément autour de son axe, sa période de rotation propre étant de 4 heures. La 4 circonférence de la terre, que l on considérera ici comme parfaitement sphérique, est égale à 4 0 km. Constante de gravitation : G=6,67 x 0 - S.I 6,4 x x π 40 Q La terre tourne autour de son axe à une vitesse angulaire d environ a) 5 degrés par heure b) 5 degrés par heure c) 30 degrés par heure Q La valeur du champ de gravitation pour un point quelconque à la surface de la terre est. GM a) g0 = R GM b) g0 = R c) g 0 GM = R Q3 A une hauteur de,8 x 0 4 km,le champ de gravitation a une valeur égale à la valeur du champ de gravitation à la surface de la terre a) Divisée par 4 b) Divisée par 8 c) Divisée par 6 Q4 Dans un référentiel géocentrique, l accélération d un point à la surface de la terre a pour valeur a) b) c) v c π v c c π v V étant la vitesse du point dans le référentiel géocentrique, C étant la circonférence de la terre. Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page / 7 www.

2 EXERCICE : Un enfant lance une balle de masse 00g vers le ciel. La balle quitte sa main à,50m au dessus du sol avec une vitesse de 0m.s - * sin 45 0,7 * cos45 0,7 * g 0 m.s - Q5 A l instant du lancer, l énergie cinétique de la balle est égale à a) J b) 3 J c) 5 J Q6 La vitesse de la balle au sommet de sa trajectoire est égale a) 0 m.s - b) 0 m.s - c) 5 m.s - Q7 La balle reste dans les airs à une altitude supérieure à,50 m pendant une durée a) d environ 0 ms b) d environ 00ms c) d environ s Q8 Lorsqu elle touche le sol, la balle a une vitesse a) inférieure à 0 m.s - b) égale à 0 m.s - c) supérieure à 0 m.s - Q9 La balle touche la solution à une distance a) inférieure à 0 m b) égale 0 m c) supérieure à 0 m EXERCICE 3: Une gouttelette d huile, de masse m, portant une charge q négative, est en équilibre à mi-distance entre les plaques d un condensateur plan portées respectivement aux potentiels V et V (voir figure ci-dessus).on suppose que dans la région de l espace où se trouve la gouttelette, la champ est uniforme et pour valeur E=05V.m-. e =,6 x 0-9 C m = 8 x 0 - g Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page / 7 A B www.

3 U = 000V AB g = 0 m.s - Q0 La différence de potentiel UAB = VA VB est a) négative b) nulle c) positive Q Si la gouttelette est légèrement déplacée vers la plaque A, elle reviendra à sa position initiale d équilibre a) à une distance plus proche de la plaque A que de la plaque B b) à mi-distance entre les plaques A et B c) à une distance plus proche de la plaque B que de la plaque A Q La distance entre les plaques est a) 0, mm b) mm c) 0 mm Q3 La valeur absolue de la charge de la gouttelette est égale à a) e b) 3e c) 6e EXERCICE 4: Certaines pistes africaines présentent une succession régulière des bosses (tôle ondulée). Sur ces pistes, un véhicule subit des oscillations de très fortes amplitudes pouvant détériorer le véhicule, les ressorts de suspension et les amortisseurs. L oscillateur peut être modélisé par un ressort de raideur k et par une masse m = tonne. La distance horizontale entre deux bosses successives est constante et vaut m. Le véhicule se déplace à la vitesse constante de 36 km/h. Donnée : π 0. Q4 Lorsqu il roule sur la piste, l oscillateur est a) en régime apériodique b) en régime pseudopériodique c) en régime forcé Q5 La fréquence de résonance de l oscillateur est a) f 0 = 5 Hz b) f 0 = 8 Hz c) f 0 = 36 Hz Q6 La raideur du ressort est plus proche de a) k = 0 4 N.m - b) k = 0 5 N.m - c) k = 0 6 N.m - Q7 Si le véhicule porte une charge supplémentaire de tonne, le phénomène de résonance se produit a) à la même vitesse b) a une vitesse supérieure c) à une vitesse inférieure Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page 3 / 7 www.

4 EXERCICE 5: On considère un solide, de asse m = 00g, suspendu à l extrémité d un fil de longueur l = m. Celui-ci est écarté de sa position d équilibre d un angle α 0 = 8, puis lâché sans vitesse initiale. Le plan horizontal contenant la position d équilibre du solide est choisi comme plan de référence où l énergie potentielle de pesanteur est nulle. * 0,7 cos8 0,99 * sin8 0,4 * 0 4, 47 * g = 0 m.s - Q8 La période de ce pendule est égale a) b) c) π π L g g L L π g Q9 L énergie mécanique du pendule est de a) 0,0 J b) 0,99 J c),0 J Q0 Lorsque l énergie cinétique du pendule est égale au quart de son énergie mécanique, la vitesse de la masse est a) au double de sa vitesse maximale b) à la moitié de sa vitesse maximale c) au quart de sa vitesse maximale Q La vitesse maximale de l objet est d environ a) 0,45 m.s - b) 0,55 m.s - c) 0,65 m.s - EXERCICE 6: Soit le circuit ci-contre, comprenant un générateur de tension idéale E, un interrupteur K, une bobine résistive L, r et un résistor R. A l instant t=0, on ferme l interrupteur. = 9, = 9, = 9,8 0 0 Q Juste après la fermeture de l interrupteur K, l intensité du courant dans la résistance est a) négative b) nulle c) positive 3 Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page 4 / 7 www.

5 Powered by Q3 Juste après la fermeture de l interrupteur K, la tension aux bornes de la bobine est égale à a) 5 V b) 0 V c) 0 V Q4 La constante de temps du circuit est a) τ = 0,99 ms b) τ = 9,9 μs c) τ = 99 ms Q5 L intensité du courant en régime permanent est a) I = 0,99 ma b) I = 9,9 ma c) I = 99 ma EXERCICE 7: On étudie un dipôle (R, L, C) en régime sinusoïdal forcé. Un oscilloscope permet de mesurer les tensions u(t), tension aux bornes du générateur, et u R (t), tension aux bornes de la résistance R. On obtient l oscillogramme ci-dessous. R = 00 Ω Déviation horizontale : ms/div Déviation verticale : 0,5 V/div pour les deux voies,4 0,7 Q6 Les courbes et représentent respectivement a) les tensions u(t) et u R (t) b) les tensions u R (t) et u(t) c) les tensions u C (t) et u R (t) Q7 L intensité efficace du courant électrique traversant le dipôle (R, L, C) a pour valeur a) 3 ma b) 5 ma c) 7 ma Q8 l impédance du circuit Z a une valeur d environ a) 00 Ω b) 50 Ω c) 00 Ω Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page 5 / 7 www.

6 Q9 A la résonance d intensité, a) la courbe est plus grande que la courbe b) la courbe est plus grande que la courbe c) les deux courbes et se superposent exactement EXERCICE 8 : Une expérience d interférences lumineuses est réalisée avec des fentes très fines F et F, de largeur a, parallèles, éclairées par un faisceau laser de longueur d onde λ=630nm. On observe des franges d interférences parallèles aux fentes alternativement brillantes et sombres sur un écran placé à la distance D des deux fentes. Distance écran fente D=m Q30 Au point M milieu d une frange brillante, la différence de marche entre les deux ondes lumineuses est a) un nombre pair de demi-longueur d onde b) un nombre quelconque de demi-longueur d onde c) un nombre impair pair de demi-longueur d onde Q3 Si les vibrations lumineuses qui interfèrent en un point M donné sont en opposition de phase, l intensité lumineuse en M est a) minimale b) maximale c) nulle Q3 On augmente la largeur des deux fentes jusqu à la valeur a = cm, distance qui reste très inférieure à D= m, ainsi on observera a) mieux le contraste entre les franges brillantes et sombres b) moins bien le contraste entre les franges brillantes et sombres c) de la même façon le contraste entre les franges brillantes et sombres EXERCICE N 9 Un laser hélium-neon émet un faisceau de lumière de longueur d onde dans le vide λ 0 =63,8mm. On place un écran à la distance D=m du laser. Q33 La distance entre les deux miroirs du laser peut être égale à a) 3,64 cm b) 3,3 cm c) cm Q34 un laser à impulsion émet des impulsions de lumière dont la puissance est égale à MW toutes les minutes. Sa puissance moyenne est égale à W. La durée des impulsions est donc égale à a) 0μs b) 0ms c) 60ms Q36 Le faisceau étudié a une divergence de θ=0,mrad. Le diamètre de la tache lumineuse sur l écran est de a) 0,4mm. b) 0,8mm. c),mm Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page 6 / 7 www.

7 EXERCICE N 0 Iode 3 : 3 53 et Constance d Avogadro : NA= 6,0.03 mol- L iode est indispensable à l organisme humain. Il participe à la synthèse des hormones thyroïdiennes. L assimilation de cet iode 7 non radioactif se fait sous forme d ions iodure dans la glande thyroïde. Lors des accidents nucléaires, il y a émission dans l atmosphère d iode 3, radioactif β - de demi- vie t / = 8, jours. Lors de sa désintégration l iode 3 donne du Xénon (Xe). Q37 le symbole du Xénon est a) 3 55 Xe b) 3 5 Xe c) 3 54 Xe Q38 L iode 3 est aussi utilisé en médecine, par exemple pour l examen par scintigraphie des glandes surrénales. Déterminer l activité A de m=,0g d iode 3. a) 4, Bq b) 9,0.0 5 Bq c) 4, Bq Q39 Sachant que pour cet examen, il faut une solution d iode 3 d activité A0=37MBq. La masse m d iode 3 injectée au patient est de a) 8,.0-9 g b) 8,.0-6 g c) 8,.0-3 g Q40 la date t où l activité sera divisée par 0 est environ de a) jour b) 0 jours c) 30 jours Concours ENSP / Univ. de Ydé. 005 / Sciences physique _ Sujet Page 7 / 7 www.