Enac

1 à 40, vous vous trouvez en face de 4 possibilités :  soit vous décidez de ne pas traiter cette question, la ligne correspondante doit rester vierge.  soit vous jugez que la question comporte une seule bonne réponse, vous devez noircir l'une des cases A, B, C, D.  soit vous jugez que la question comporte deux réponses exactes, vous devez noircir deux des cases A, B, C, D et deux seulement.  soit vous jugez qu'aucune des réponses proposées A, B, C, D n'est bonne, vous devez alors noircir la case E.

En cas de réponse fausse, aucune pénalité ne sera appliquée. 7) EXEMPLES DE RÉPONSES

Exemple I : Question 1 : Pour une mole de gaz réel : A) lim  PV   RT , quelle que soit la nature du gaz.

P 0

B) PV = RT quelles que soient les conditions de pression et température. C) Le rapport des chaleurs massiques dépend de l'atomicité. D) L'énergie interne ne dépend que de la température. Exemple II : Question 2 : Pour un conducteur ohmique de conductivité électrique  , la forme locale de la loi d'OHM est :         E A) j  B) j   E C) E   ² j D) j   ² E



Exemple III : Question 3 :

A) Le travail lors d'un cycle monotherme peut être négatif B) Une pompe à chaleur prélève de la chaleur à une source chaude et en restitue à la source froide. T C) Le rendement du cycle de CARNOT est 1  2 . T1 D) Le phénomène de diffusion moléculaire est un phénomène réversible. Vous marquerez sur la feuille réponse :

AVERTISSEMENTS

Dans certaines questions, les candidats doivent choisir entre plusieurs valeurs numériques. Nous attirons leur attention sur les points suivants : 1 - Les résultats sont arrondis en respectant les règles habituelles (il est prudent d’éviter les arrondis on des arrondis peu précis - sur les résultats intermédiaires). 2 - Les valeurs fausses qui sont proposées sont suffisamment différentes de la valeur exacte pour que d’éventuelles différences d’arrondi n’entraînent aucune ambiguïté sur la réponse. __________________________________ QUESTIONS LIEES [1,2,3,4,5,6] [7,8,9,10,11,12] [13,14,15,16,17,18] [19,20,21,22,23,24] [25,26,27,28,29,30] [31,32,33,34,35,36]

1. Le système électronique 1 figure ci-après) comporte deux résistors de résistances R1  1k  et R2  2k  ainsi que deux condensateurs de capacités C1 = 200 nF et C2 = 50 nF . On applique en entrée de 1 la tension sinusoïdale ue  t   ue,m cos t  et on recueille en sortie, la tension us  t   us , m cos t    les

grandeurs ue,m , us ,m ,  et  sont indépendantes du temps.

Le filtre 1 se comporte: A) Comme un passe-bas du premier ordre B) Comme un passe-haut du premier ordre C) Comme un passe-bas du deuxième ordre D) Comme un passe-haut du deuxième ordre 2. Déterminer la pulsation de coupure c à -3dB de 1

 R1  R2  C1  C2   C1  C2  C) c   R1  R2  C1C2

A) c 

1

B) c  D) c 

 R1  R2  C1  C2 

 R1  R2  R1 R2  C1  C2 

R1 R2C1C2

3. En déduire la fréquence f c de coupure à -3dB de 1 : A) f c  212 Hz B) f c  955 Hz C) f c  6, 0kHz D) f c  37, 7kHz

4. Calculer  pour   2c : A)   1,1 B)   0, 46 C)   26, 6 D)   63, 4

5. Exprimer la puissance moyenne P dissipée dans le résistor de résistance R1 lorsque   c A) P 

C) P 

ue2,m 4 R2

ue2,m

u2  R  B) P  e,m 1  1  2 R2  R2  u2  R  D) P  e, m 1  2  R1  2 R1 

2

2

4 R1

6. Calculer la durée  pendant laquelle le résistor R1 dissipe une énergie totale de 1 J , si ue,m  2V ?

A)   1ms

B)   16mn 40s C)   3mn 42 s D)   3, 4ms ____________________________________________________

7. Dans le référentiel du laboratoire R supposé galiléen, une masselotte A que l'on assimile à un point. rnatériel de masse M= 200g , est fixée a l'extrémité d'un ressort de niasse m , de raideur k = 10 N.m-1 et de longueur à vide L0 , disposé verticalement, comme le montre la figure ci-après. L'autre extrémité 0 du    ressort est fixe dans R., car solidaire d'un bâti. On désigne par g  gez où g = 9,80 m.s 2 , le champ de pesanteur terrestre.

8. Eu négligeant tout frottement et en supposant m = 0 , exprimer la période To des oscillations de la masselotte, lorsque cette dernière est mise en mouvement : L  L  M   k  D) T0  2   C) T0  2   B) T0   0  A) T0  2  0   k  M   g   g  9. En négligeant tout frottement et, en supposant m = 0, déterminer l'allongement L , du ressort lorsque la masselotte occupe sa position d'équilibre: D) L  44, 2cm A) L  9,8cm B) L  19, 6cm C) L  5,10cm 10. Afin d'étudier l’influence de la masse m du ressort sur la pulsation des oscillations, on considère à infinitésimale du ressort, de cote z , de masse dm, d'épaisseur dz et de vitesse l'instant t,. une tranche T    v  z    z / z A  v A , v A  v A ez étant la vitesse de A et la cote de A (cf. la figure précédente). Exprimer

1/ 2 1/ 2 1/ 2 1/ 2

l’énergie cinétique dEkr de T : A) dEkr 

2 mz 2 v A dz 2z3 A

B) dEkr 

2 mz 2 v A dz z3 A

C) dEkr 

2 2 2mz 2 v A mzv A dz D) dEkr  dz 2 2zA z3 A

T 11. En déduire, en intégrant sur toutes les tranches élémentaires du ressort, l'énergie cinétique totale Ek du ressort : 2 2 2 mv A mv A mv A T T T 2 T A) Ek  B) Ek  C) Ek  2mv A D) Ek  3 6 4 12. En admettant la conservation de l'énergie mécanique Em du ressort et de la masselotte :

T 2 Em  Ek  EkA  E p , où EkA  1/ 2  Mv A est l'énergie cinétique de A et E p  1/ 2  k  z A  L0  , l'énergie potentielle élastique du ressort , on obtient l'équation différentielle suivante:

2

2 2  dz A       z A  L0   cte  dt 

2

où Cte est une grandeur indépendante du temps. Quelle est l'expression de  ?  k  A)     M m

1/ 2

  k B)       M  m / 2   

1/ 2

 k  C)     M m

1/ 2

k   D)      M m/3

1/ 2

13. Une sphère creuse (S), de centre 0, de rayon extérieur R et, de rayon intérieur  R ,   1 , est électriquement chargée en volume, avec une charge volumique uniforme  (cf. figure ci-après). On repère          un point M de l'espace par son vecteur position r  OM  rer où r  OM et. er  OM / r .  0 désigne la permittivité du vide.

Calculer le champ électrostatique EI  r  produit par S dans la région (I) définie par r > R :    R 3   R 3  er C) E I  1    A) E I  1    2 er 3r  0 6 r 2 0    R 3   R 3  B) E I  1   3  2 er D) E I   3 2 er r 0 3r  0

14. Exprimer le champ électrostatique EII  r  produit par S dans la région (II) définie par  R  r  R :     3 R 2  er C) E  0 A) E II   3r 0   r     r  3 R 3   er B) E  D) E    2  er 3 0  3 0 3r  0  15. En déduire le potentiel électrostatique VI  r  de la région (I) en choisissant son origine à. l'infini : A) VI  r    3

R3 3 0 r R3 3r 0