e2 11-12 - Collège des Saints-Coeurs-Sioufi

Collège des Saints C?urs Examen final,
juin 2012
Sioufi Classe : 2de
Durée : 100
mn Nom :.......................N :.....
Physique N.B. La présentation est de rigueur
L'usage d'une calculatrice non programmable est autorisé.
Cette épreuve comporte 6 exercices sur 3 pages. I- Lentilles minces (2 ½ points) On obtient une image A'B' située à 5,0 cm derrière une lentille quand
l'objet AB est 7,5 cm devant.
a) Quelle est la nature de cette lentille ?
b) Trouver la distance focale de cette lentille.
c) L'objet est de hauteur 4,0 cm. Calculer la hauteur de l'image
correspondante.
II- L'?il réduit (2 points)
On modélise un ?il par une lentille mince convergente de centre optique O.
La rétine tient lieu d'écran
La vergence de la lentille est variable.
a) Expliquer pourquoi l'?il accommode.
b) La distance rétine-lentille est constante et égale à 15,0 mm. Pour un
objet très éloigné calculer la vergence de l'?il.
III- Signaux périodiques (2 ½ points)
L'électrocardiogramme suivant est la représentation graphique du signal
électrique périodique lié à l'activité du c?ur d'un patient.
a) Le signal est périodique. Justifier.
b) Déterminer sa période.
c) En déduire sa fréquence. IV- Satellite géostationnaire (4 points) Un satellite géostationnaire a la particularité de rester fixer par rapport
à un point de la Terre. Ceci nécessite qu'il fasse le tour de la Terre avec
une même période T que la Terre et tel que
T = 23 h 56 mn 4,1 s = 86164,1 s.
La distance de ce satellite au centre de la Terre doit être dST = 42164,68
Km. Donnée : masse de la terre MT = 5,98 x 1024 Kg. G= 6,67 x 10-11 N.m2.kg-2 1) Sa trajectoire peut être décrite comme circulaire dans le référentiel
géocentrique. a) Quelle est la distance D parcourue par ce satellite en une
période ? b) Quelle est en km/s sa vitesse moyenne? 2) D'après le principe de l'inertie, les forces exercées sur ce satellite
se compensent-elles ? 3) a) Quelle est la force principale qui maintient le satellite sur son
orbite ? b) Calculer cette force si le satellite a une masse m = 550 Kg. c) En déduire la valeur de l'intensité de la pesanteur à l'altitude où se
trouve ce satellite. 4) Si cette force disparaissait, quel serait le type de mouvement du
satellite ? Justifier. V- Vitesse moyenne et vitesse instantanée (4 points)
On étudie le mouvement, sur un plan horizontal, d'un point mobile A à des
instants séparés par des intervalles de temps égaux ? = 0,04 s. Les abscisses x du point mobile A depuis son départ sont indiquées dans
le tableau suivant :
|t0 = 0 |t1 = ? |t2 = 2? |t3 = 3? |t4 = 4? |t5 = 5? |t6 = 6? |t7 = 7? |t8
= 8? |t9 = 9? | |xi
(cm) |0 |0,4 |1,2 |2 |3,2 |4,4 |5,6 |6,8 |8 |9,2 | |Vi
(cm / s) | | | | | | | | | | | | 1) Donner la définition de la vitesse instantanée Vi d'un point mobile
à la date t dans un référentiel donné. 2) Recopier et compléter le tableau ci-dessus. 3) Quelle est la nature du mouvement du mobile A ? 4) Calculer la vitesse moyenne de A entre t0 et t9. VI- Equilibre d'un solide (5 points)
Un voyageur transporte une valise de masse 15 Kg. On donne g = 10 N/kg. A- Dans un premier temps, il pose sa valise sur l'une des marches d'un escalier mécanique qui progresse vers le haut à vitesse constante. 1) a- Dans quel référentiel la valise est-elle en mouvement ? b- Dans quel référentiel la valise est-elle immobile ?
2) a- Faire le bilan des forces agissant sur la valise. b- Etablir la relation qui lie les forces appliquées à la valise. B- Dans un second temps, la valise est posé sur un tapis roulant incliné
d'un angle ? = 30°. Le plan est rugueux et le solide (S) reste en équilibre. Prendre g =
10/Nkg. 1) a- Quelles sont les forces appliquées à la valise. b- Que peut-on dire de ces forces ? Justifier. c- Schématiser la situation et représenter les forces appliquées à la
valise avec l'échelle 1 cm pour 50 N. (Réaliser une figure soignée en respectant les mesures indiquées). 2) Représenter, sur le schéma, les composantes perpendiculaires et
parallèles au plan du tapis, des forces appliquées à la valise.
3) Laquelle de ces composantes :
a- représente les forces de frottement ?
b- tend à enfoncer la valise dans le tapis ? 4) Déterminer la valeur de la force de frottement.
C- L'équilibre serait-il possible en l'absence de frottement ?
justifier. -----------------------
1