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Lycée Moderne Dimbokro Année scolaire 2006 -2007 Classe : TD2 Durée : 1 heure 3

Lycée Moderne Dimbokro Année scolaire 2006 -2007 Classe : TD2 Durée : 1 heure 30 DEVOIR SURVEILLE DE PHYSIQUE EXERCICE 1 (10 points) Un enfant s’amuse à plonger dans l’eau d’une rivière à partir d’un rocher. Il veut attraper un ballon flottant sur l’eau au point A. A la date t = 0, l’enfant s’élance du rocher avec une vitesse 0 v   , de valeur v0, inclinée d’un angle 0 α par rapport à l’horizontale. L’angle 0 α est toujours le même. Sa valeur est 0 α = π 4 . La vitesse v0 peut varier. On étudie le mouvement du centre d’inertie C du plongeur dans le référentiel terrestre supposé galiléen. On associe à ce référentiel le repère(o,i,j)  , voir schéma. A la date t = 0, le centre d’inertie de l’enfant est en C0 tel que OC0 = 2m. On prendra g = 9,8m.s-2. 1. Donner, à l’instant du départ les coordonnées : du vecteur position 0 OC   ; du vecteur vitesse 0 v   ; du vecteur accélération de la pesanteurg  . 2. Le théorème du centre d’inertie permet d’obtenir les équations horaires donnant la position du centre d’inertie C à chaque instant compris entre le départ et l’arrivée dans l’eau. Les frottements contre l’air sont négligés. On admettra les résultats suivants : OC   = x i  + y j  avec x = v0 cos 0 t et y = - 1 2 g t2 + v0 sin 0 t + y0 Etablir l’équation littérale de la trajectoire y = f (x). Utiliser les numériques de l’énoncé pour vérifier que l’équation peut s’écrire : y = - 9,8 2 2 0 x v + x + 2. 2.3 Déterminer littéralement à l’instant t, pour la position C1 du schéma : 2.3.1 Les coordonnées du vecteur accélérationa  . 2.3.2 Les coordonnées du vecteur vitesse v  . 2.3.3 Représenter qualitativement sur un schéma ces vecteurs au point C1 de la trajectoire. 3. L’enfant souhaite tomber exactement sur le ballon flottant au point A tel que OA = 2m. Rechercher la valeur de 0 v   permettant cela. 4. A quelle distance maximale doit se trouver le ballon pour que l’enfant puisse l’attraper en plongeant, sachant que sa vitesse initiale maximum vaut vmax = 7m.s-1. EXERCICE 2 (10 points) Les deux armatures A et B d’un condensateur plan sont disposés dans le vide parallèlement à l’axe Ox   ; leur distance est d = 4cm et leur longueur est l = 10cm. 2. On établit, entre les deux armatures, la tension UAB = 400V. Déterminer l’équation la trajectoire d’un électron dans le champ électrique créé par le condensateur. On utilisera le repère (Ox,Oy)   de la figure ; la date t=0 est celle à laquelle l’électron arrive à l’origine O. 3. a. Déterminer l’ordonnée du point M où les électrons sortent du champ. b. Calculer la vitesse des électrons en M et la déviation électrique. 4. Un écran fluorescent est placé à la distance D = 25cm du point I, perpendiculaire à Ox   .Déterminer l’ordonnée HQ du point d’impact des électrons sur cet écran. Rivière 0 v   C0 0 j  i  A C1 0 Un faisceau d’électrons homocinétiques pénètre en O entre ces armatures avec une vitesse 0 v   parallèle à Ox   et de valeur v0 = 25.105m.s-1 Données : - masse de l’électron : m = 9,1.10-31kg - charge de l’électron : -e = - 1,6.10-19C. 1. Quel doit être le signe de la tension UAB pour que les électrons soient déviés vers l’armature A ? Justifier. d A B M D l I X 0 0 V   Y Ecran Q H uploads/Geographie/ 6129e5eb55e8ddevoir-19-physique-chimie-niveau-terminale-d-lycee.pdf