Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

t • . ---- .. · ' 1 ... .. DUiU:E: 04 H · .. ·.·· -: ..... C:n ~o~~nq: g= 10 rn

t • . ---- .. · ' 1 ... .. DUiU:E: 04 H · .. ·.·· -: ..... C:n ~o~~nq: g= 10 rn_s-~. -:-·~· c : ~:. ~- <;!b:~ ·e . S 1 , S~ t~t . S:; de·rnoss·2s respectives Fil F ----------· --\l î Poulie p, · .). con1n-H:.: ;'indiquè 'a figUîe l . ..... i :·.-: ,-,.· ·.o-~cp- a'r.>s no· ufi 0 s c·o.· nt- nt.0 1:,,.,,,.,!Jl"c .n" - '- - _,:, , _ _._~ - ;- •.. ""'· .J - "-C.1:'oCU1 ~...> .... l i:::s fr~:i:ternents entre les poulies et ies fils sont n~g:ïgeabl2s. Les fils sor1t inextensible~ · et l::urs rr.élsses ni:'glige;:ibles. ' ( Poulie P2 Soient T 1'inte:1sit~ de la tension du 'fil r qui 5u:JForte le: p0u!ic (P1}, T, cel!e de la tension (·.'fil 1~l1i supporte lc:i poulie {r-'2 ) etT2 ceile dr:! Io:: tr::n:;!on du fil qr.;i supporte les soiides $2 et T, .... -------------- c- -'3 · o,-, supposera q:..:e m1 > (m2+nï3) ~t iT1 ;'. >r.13. ~. I'1é'.:iser le sens de déplacement de 1 : i ·, ::: qu~· :;o!ide. · 2. 1 _.;;t;:blir la relation entre Tet Ti puis entre ·i·1 c·t Tz. En déduire la relation entre Tet Tz. ~~- ;:oi~ Œ~. l'a.ccélé:-<ition du solide s1 pai· rappc:-t a:1 plafond. En utilisant le théorème du ~:l~;·;tre à'incrti2, exprimer a1 en fonction d·~ T1 m1 et g. t _.: Soit â 2 !'accdération du solide $3 par rapport à J.a poulie (P2), montrer qu2: 4.L Tz-m2g =--= m2(a1- a2) . . 4.L Tz-m3g ··--= mJa1+ az). 5. En utilisant les résultats des questions précédentes exprimer T intensité de la tension T P.n fonction de ni1. mr., m3 et g. 6. Calc1ler les valeurs des accélérations a~. etaz dans le cas où m1:::: 2m2 et m2 = 2m3. Exercice 2: (20 points) Deux ressorts ièentiques, de longueur~ vide Lo, de raideur k, sont tendus entre deux points C1 et C2 distants de L=45 cm. Un solide S de masse m est fixé entre ces ccsso:t.s (figu:·e 2) ·:Jn derme : pour chaque ressort la longueur à vide est La=15cm et la constante de radcur est k=SO N.m·l; la masse du solide S de dimensions négligeables est m ::..: 100 g. On prendra g=-.;10 N.kg-1. La rét'érence pou?· l'énergie potentielle de pesanteur sera prise à la position d'équilibre du solide S. La résistance due à l'air sera négligée. :. Déterminer, à l'équ!libre du solide S, ies allongements respectifs ai et az des r(~ssorts (Ri) et (R2). L. :,c solide S est écarté verticalement, de cette position d'équilibre, vers le b;1s de d=S cm pui!i lâché sans vite~; sc initiale. Figure 1 Figure (2l Cours à domicile: Wahab DIOP - 775136349 Site de Wahab Diop - http:physiquechimie.sharepoint.com '.E i'.;f: ., 1'::~~ H\ ;,"'.QilJCOU f~S D'I:NTREE /:. ~ 'f:O) j 'F i\_ill:J '.iAW.: , i.::·ESANTE SESSION 2015 DUREE : 04.1H . ·· • ' • 1) • ~ i.. " ' ~ 1 . . ·t:R'"\MJ:iEDE PHYS!CHJE. · S\JJET1 ~" E ' . . <-1 .t. "' . ,... .. . d ' bl' 1' < · L..... n ;· ;n01sissan,_ .a posd,-;Y: t: . eqmlm:re comme ongme . es espaces, eta 1r 'equation '."· , · · ·. différ2nti2llc . du mcuvement du solide S; Exprimer la pulsation propre roo et la période . ; . propre To àè J'oscillatèur en fonction des données. Pourquoi parle-t-on de pulsation propre ? Calculer la période propre ':'o. 2.2. En choisissant !'_ instant où le ::;o!ide est lâché comme origine des temps, établir l'équation horaire du mouvement de ce soiide. . . . • .~.3 . Mo!'.ltrer que les éqa2tions horai~es de l'énergie cinétique et l'énergie potentielle dq .~ s.olide S.sont des fonctions sinusoïdales de même pulsation . . . ' ':~ - <=~~-4. En . déduire l'expression de la période T de l'énergie cinétique ou potentielle en · ·· · ... ~fonction de met K. · ... .... ' . -· . ... 2.5. Donner.l'expression de l'-§nergie mécanique du système «ressort-solide (S')~> à tout . . • dx . insta'nt en fonction de K, m, x , x = - , ai et az puis montrer qu'elle est constante. dt . 2.6. Exprimed'énergie mécanique en fonction de k, d, a :i. et az. 2.7. En utilisant Je principe de conservation de l'énergie mécanique pour ce système, retrouver l'équation différentielle précédente (en question 2-1). 3. Le solide S est maintenant écarté verticalement, de sa position d'équilibre, vers le bas d'une longueur d' puis lâché sans vitesse initiale. Grâce à des capteurs appropriés de position et de vitesse, reliés à une centrale informatisée, on peut enregistrer l'évolution . temporelle àe l'élongation x du centre d'inertie du solide et la vitesse x puis tracer la courbe suivante (figure 3) : 1,8 1,G 1 •' , . 1,2. 1 ~ffi( ffi 19: ~112 'H 'i rnrnwm n1 r1 FI TI"f.I i i F îfî ·l· ''ï ! : ·1 1 1 1 ' l 11 i 1 ; tl~11t 11 l 11l l1 · 11 1 ! 1 l 1 1 ! ~ ri!ti Ti"i ~ '11HH ' ' l tt! ~l < 'j Jt'. · , i - f1W ' ~!1 1 li ~t li 11 111 1 i q 1 11 tt t r j - -, 1t· . - 1 l , 1 1 1 ltl 1 1 . 1 1 . ~ t 0,8 0,6 0,4 0,2 . 0 j . . ·-· .... . .. - · .. . .. .. . ! .. 1 ···-· . .. , .. _ l . - ·· .. -·. . -· ··· - · . . · - · .. j . -·. l .... .. ... .. . Il [I m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cours à domicile: Wahab DIOP - 775136349 Site de Wahab Diop - http:physiquechimie.sharepoint.com , , j l'f'l'"!-1..l:l++++H-H+R+H+i'-l-l+~~++ ·I ! 0 1 3 4 5 7 8 figure 3 3.1. A partir du graphe établir ia relation numérique entre x2 et x 2 • 9 SESSiON" 2015 DUREE: 04H 3.2. Déduire du graphe l'amplitude d' des oscillations ainsi que la période des oscillations 3.3. Compa1er la valeur de la période obtenue et celle déterminée à la question 2.1. Cette périod2 dépend-t-eHe de l'e<mplitude des oscillations? justifier la réponse. "' Exercice 3 : (20 points). Le chlore naturel est un mélange essentiellement constitué des isotopes A 1Cl et Azc1 dont les proportions isotopiques sont respectivement 75% et 25%. La masse molaire du chlore naturel est de 35,5 g.mot-1. On considère le spectrographe de masse schématisé à la figure 4. Des atomes de chlore sont ionisés dans la chambre d'ionisation (1); les ions Aic1- et Azc1- obtenus sont introduits avec une vitesse initiale nulle par le trou P1 dans la chambre d'accélération (2) où règne un champ électrique uniforme crée par une tension U1 =V~ - VP4_positive. Les io:-is sont alors accélérés vers le trou P2 par lequel ils pénètrent avec une vitesse V: dans la chambre de déviation (3) où règne un champ magnétique uniforme B orthogonal au plan ci.e la figure et de valeur B:. 1. Quel est la direction et le sens du vecteur champ électrique dans la chambre d'accélération. 2. Quelle est la nature du mouvement d'un ion dans la chambre d'ionisation. Etablir l'expression de la vitesse Voide chaque ion en fonction de e, m1 et U1 3. Dar.$ la chambre (3) de déviation: 3.1. :nontrcr que le mouvement d'un ion s'effectue dans un plan que l'on précisera puis montrer que ce mouvement et circulaire uniforme. Cours à domicile: Wahab DIOP - 775136349 Site de Wahab Diop - http:physiquechimie.sharepoint.com . ' -~ · ; ;.. • 1 : . ·;; •• ; , ~ : . • -.·r· ~M~>Ji'ti ' tJ. ' E!!' J"!'Xt i.: A l"ECO! . . ~· b'. !H1JTA"iRt:,rt "E· : 5A'"NTE ( ·. SESSION 2015 DUJU:E : 04 H · .)- .:>j~ l~~~ .... ~.v~ t:f~ . ~:t~,.~rr:.~·~.t>JJ ~ . . . · ~ :J;;fir 1 j ,, <:t ~ ... Ex.!); ·i111Q1~ ll1 et rl:2 respectivement ~-ay.;nns des i:ra:jectoires des ions Aic1- et Azc1- . . + . . . • r . ' l . . .~ ' , . , . ,., . d Rz c . d ~ . A : · ·H;1 :-, 1crw::0:n ae e, ,), L 1 et m1 ou mz. en a euurre 1 e;~press10n e Ri en 1onct1on e h.i et 2. 33. t;onner en ju~ti fiant le sens de B pour que les ions tombent aux point Mi ~t M2 .3~4. Les i(ins .4.1 è1·-et Azc1- tombent rcspectiven1ent en Mi et Mz tel que .. O~ ·h ~::0,9 ~'Z.Oiv1z. Déterminer res valeur de /11 et A2. 3.5. Caiculerîes valeurs de Rz et Vaz pour Ri= 20 tm et Voi= 1,48.105 m.s-i. 4. On supprime !e champ magnétique B précèdent et on applique maintenant dans la chambre de déviation un champ électrique E1 pour que !'ion Aic1- sort par le uploads/s3/ cems-physique-2015-wahabdiop.pdf