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( le coNcouRs D'ENTREE A L',EÇOLE MtL|TA|RE DE SANTE. QtrQQl/'\t\t 1n^^ v L v v l v t t a V V V EXERCICEl:(04points) Une sphère (S) de rayon R = 4 ,0 cm, de masse m = 3009 est lâchée sans vitesse initiale dans un lac d'eau calme. A t = 0, la sphère est juste immergée (figure) : La sphère (S) est soumise, entre autres, à une force de frottement ,I = - f, I , relation où h est une constante positive, V eântla vitesse de la sphère (S) dans l'eau. On rappelle que la masse volumique de l'eau esi p = 1000 kg/m3. Onprendra:g=9,8S1 1.1 Faire le bilan des forces appliquées à la sphère quand elle est complètement immergée. 1 2 Ecrire l'équation dinèrentielle régissant la vitesse de la sphère dans le lac. 1 3 Tracer l'allure de la courbe V = f(t). On précisera en particulier son asymptote quand t devient grand et la pente à I'origine. on donnera ces deux valeurs sachant que la vitesse limite vr= g,0 m/s (cette vitesse est atteinte si la profondeur est assez grande). 1 4 De la valeur de V1 , en déduire celle du coetficient de frottement fluide h. 1.5 Lasolution de l'équationétablie enl.2estdelaforme: V=A(1 -e-8t1. ExprimerAetB en fonctionde h, m et vL 1.6 A quel instant t1 la vitesse atteint sa vitesse limite à 1% près ? 1 '7 De l'expression de V en déduire celle de Z, distance parcourue par la sphère lors de sa chute à partir de I'instant t = 0 , on rappelle que la primitive de eu" est e* q 1'SQuelledistanceZlaparcourulasphère(S) àt=t1,c'est-à-direquandlavitesseatteintsavaleurlimiteà 1Yo ? EXERCTCE 2: { 04 pclnis ) Dans l'espace compris entre deux plaques ( P ) et ( P' ) horizontales, rectangulaires de longueur | = 20 cm, distantes de d = 10 cm et disposées en vis - â tis tîoir figure ), on peut étabtir soit un champ électriqqe É, qoilrt, champ magnéiique É, soit les deux simultanément. on utilise le repère orthonormé direct (o,î,j,[), o est à égale distance des plaques, les vecteurs i et i sont horizontaux et I Epreuve de PHYSIQIJE ' v1 : ( P ) l^ r* l;+ ^L+--j;. .... .... 1..5..... t J î Y I ô I i I J I ' I I I t ; est vertical. EPREUVE DE PNYSIQUT ta,t/^^ , ^t I iiui<ie ; u+ iieures Concours d'enlree a I'ecoie niiitaire de santé dê Dakar. Sessrân 2006. I p ' \ Cours à domicile: 775136349 http:physiquechimie.sharepoint.com I Y Le champ électrique E , uniforme dirigé suivani {- J ) et tel que E = 103 V.m - t, gardera les mêrnes caractéristiques dans tout l'exercice. Le champ'magnétique É "tiuniforme, horizontal, orthogonalau plan ( o,î,J ) ; son sens pori\iant être ceiuide i ou l€ sens opppsé. On se propose d'étudier dans I'espace strictement cornpris entre les plaques, le rnouvement d' un pi-oton qui ai-rive en O et suivant Ox, à la date t = 0, avec une vitesse de norme Vo = 106 m.s-1 et soumis suivant le cas, à l,action de Ë seul, ou Oe Ê seut, ou de É et B r'e"erçant simuttanément. Dans toute la suite, le poids du proton sera négligé devant /es aufres forces. 2.1. I Action du champ étectrique Ë seu/; Déterminer les équations horaires et l'équation de la trajectoire du proton entre les deux plaques ; en déduire les coordonnées du point de sortie S où le proton quitte l'espace compris entre les plaques. 2.2. I Actian du champ magnéique É seu/; Si le vecteur É est orienté selon i , dans quel sens la particule est- elle déviée? Justifier la réponse. Montrer que le mouvement du proton est plan, uniforme et circulahe. Exprimer le rayon R de sa trajectoire. Le proton sort- il de I'espace où règne le champ magnétique si B = 0,10 T ? 2"3. I Actions simultanés des deux champs Ë ;f É , a / Faire le bilan des forces agissant sur le proton entre les plaques et les représenter. On envisagera les deux orientations possibles pou, É (selon i, puis selon -i ; en faisant deux schémas séparés. b / On désire que le proton ne soit pas dévié durant son passage entre les plaques ; préciser toutes les caractéristiques de É pout qu'il en soit ainsi. Quelle est, dans ce cas, la vitesse du proton à ta sortie des plaques? c / Dans le flux de protons arrivant en O, tous n'ont pas exactement une vitesse de valeur vo = 10 6 m.s-t. Que peut-on dire de l'utilité du dispositif étudié ici dans la quesition 2.3.b ? Données: masse du proton : 1,67.10-27 kg ; charge du proton : 1,6.10-19 C. EXERCICE 3: ( 04 points ) 3.1 On donne ci-contre le diagrarnme simplifié Ces niveaux d'énergie de l'atome de sodium L'état de référence est choisi de manière arbitraire. 3.1,1 L'analyse du spectre d'émission de l'atome de sodium révèle la présence de raies de longueurs d'onde bien définies. Indiquer à quelle variation d'énergie correspond pour I'atome de-s-odium l'émission de la raie jaune de longueur d'onde 589,0 nm (On donnera le résultat avec 3 ehif,res significatifs). Préciser quels sont les niveaux d'énergie concernés. 3.1.2 Quel est le comportement de I'atome de sodium pris à l'état fondamerital, lorsqu'il reçoit un photon de lonqueur d'onde 589,0 nm ? 0 -0,86 -1,38 -1,51 -1,93 -5,14 état fondamental états excités Concours o'entrée à l'écote militaire de santè de Dakar. Session 2006 Epreuve de PHYSIQUE Cours à domicile: 775136349 http:physiquechimie.sharepoint.com 3.1.3 Quese passe-t-ilsi le photon a une énergie de 3,00eV ? L'atome peut-il alors être excité ? Justlfler. 3.1.4.L'atome de sodium pris à l'état fondamental est heurté par un électron ayant une énergie cinétique de 3,00 eV. Lors de i'interaciion i'atome de sodium reste pratiquement immobile et passe de l'état fondamentai au prernier état excitè. Quelle est l'énergie cinétique de l'électron après son interaction avec !'atome de sodium ? 3.2 L'énergie des niveaux de l'atome d'hydrogène est donnée par : 13.6 En = --i- (eV) avec n entier non nul. n- 3.2.1 L'analyse du spectre d'émission de I'atome d'hydrogène montre la présence des raies de longueurs d'onde : Radiations Ha HB Hy Longueur d'onde À(nm)656,28486,1 3 434,05 Ces radiations sontémiseslorsque cetatornepasse d'unétatexcitép ( p>2)àl'étatn=2. a-) Donner les valeurs de p correspondant à ces radiations. b-) Montrer que les longueurs d'ondes des radiations correspondant à la série des raies étudiées tendent vers une limite que I'on calcuiera lorsque p tend vers I'infini ? ? ? R a l m a r a n 1 Q Q l ç.L.2 uç,i,'ç,, o,, ,--J ne ccnnaissait que les raies de I'atome d'hydiogène appartenani au spectre visibie ei ii écrivait la loi de détermination de ces raies sous la forme Â, = L-3- "p"*4 a-) Retrouver cette loi à l'aide de l'expression de l'énergie de l'atome et de l'énergie du photon émis lors de la transition radiative (loi de Balmer:1913). b-) Déterminer la valeur de \ dans la forrnule de Balmer. c-) Montrer que la formule de Balmer permet de retrouver le résultat obtenu en 3.2.1b). Données : constante cie Planck : h = 6,63.10-3aJ.s 1 eV = 1 ,60.10'1s J EXERCICE 4: ( 04 points ) Cet exercice comporte deux parties indépendantes P1 et P2. Partie P1 Dans le but de déterminer la capacité C d'un condensateur, on utilise le montage ci-contre. Us est la tension à vide aux bornes du généiateur,Jont ia résistance sera négligée. Les deux conducteurs ohmiques - uliliséss+t+,pqênnerésistance R. P1.1 Charqe du condensateur. A la date t = 0, on bascule l'interrupteui' en position (1). célérité de la lumière dans le vide C = 3.10ë m.s-1 l'équation dif,réi'entieile liant ia P-11.:1 Ecrire la lai des tensians dans le circuit de charge. Ën déduire charge q du condensateur et sa dérivée première par rapport au temps. Concours d'entrée à l'écoie militelre de santé de Dakar. Sesslon 2006. Epreuve de PHYSIQUE Cours à domicile: 775136349 http:physiquechimie.sharepoint.com / F r--l pt.\ .zVérifier que q(t) est de la forme q(t) =Al 1- exp(- T) lou A et r sont des constantes que I'on U [ T J exprimera en fonction des dohnées. tr{ ? DÉnharnc drr nnnripncatprrr Le condensateur chargé, on bascule I'interrupteur en position (2) à une date prise comme nouvelle origine des temps t = 0. Un dispositif approprié permet d'enregistrer les valeurs de la tension uç âuX bornes du condensateur en fonction du temps et donne les résultats suivants : t{s) 2 4 o 8 I ucU) 3,90 2,56 1,72 1 , 1 0 0,90 P1 .2.1 Tracer la courbe représentant (.n uç en fonction du temps .( ln = logarithme népérien) P1.2.2 Etablir l'équation qui donne uç(t) en fonction de R, C, Us et t. En déduire I'expression du coefficient directeur de la droite obtenue. Onpose r=RC.Calculerlavaleurde r et endéduirelavaleur deCsachantque R=106C). Partie P2 Aux bornes d'un générateur basse fréquence, on dispose d'une source de courant alternatif dont on peut régler la tension et la fréquence . uploads/Sante/ epreuves-ems-6.pdf