[physique] [TS>prepa] Ensemble d'exercices de physique

[Weensie]

Indice pour le 33 : C'est l'extrêmité gauche de la derniere brique qui doit etre sur la même verticale que l'extremité gauche de la deuxieme donc n=a . Je vais fournir une preuve par pdf
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[Seirios]

Pour l'exercice 39, je ne suis pas trop sûr de mes calculs, mais il me semble qu'avec une accélération du wagon égal à -g, le pendule arrive à la position haute (j'ai calculé le travail sur le pendule fait par le poids et une force fictive égale à m.a avec a l'accélération du wagon, pour déterminer l'énergie cinétique à la position de 90°, puis j'égale cette énergie avec la différence d'énergies potentielles gravitationnelles pour déterminer l'accélération a).

[Weensie]

non a =-2,5 g .

[Seirios]

non a =-2,5 g .

Bon, je retourne à mes calculs...

[Weensie]

T'inquiete je poste un pdf

[Seirios]

Voici ce que j'ai fait :

Dans le référentiel du wagon, j'introduis une force fictive , avec a l'accélération constante du wagon. On a cette force fictive et le poids qui travaillent sur le pendule, et plus particulièrement les composantes : .

J'ai alors calculé le travail : (les forces sont conservatives), que l'on peut égaler à l'énergie cinétique du pendule pour , étant initialement immobile par rapport au wagon.

Par conservation de l'énergie mécanique, on peut alors écrire


Ou ai-je fait une erreur ?

[Weensie]

que signifient x , yet d ?
Pourquoi Em= W ?
Pourquoi 1/2md(g-a) = mdg -> a=-g ?

La question est de savoir pour quelle accélération le pendule atteint les 180 ?
pourquoi me parler de 90 ?
Je ne dis pas que ce que tu dis est faux mais je ne le comprends pas vraiment

[Seirios]

En fait je me suis aperçu d'une erreur de raisonnement ; je n'ai pas considéré la force fictive que j'ai introduite pendant que le pendule montait. Sinon, c'est vraiment possible ? Parce qu'en corrigeant cette erreur, j'ai trouvé une impossibilité...(une masse ou une longueur du pendule nulle)

[Weensie]

Oui c'est possible pour a=-2,5 g en fait !

[Weensie]

voila les solution des exos 9 et 11

[Seirios]

Oui c'est possible pour a=-2,5 g en fait !

Si on calcul le travail du poids et d'une force fictive correspondant à l'accélération a du wagon sur le pendule de longueur r, alors que celui-ci parcours un chemin allant de à , et qu'on l'égale à zéro (c'est-à-dire à la variation de l'énergie cinétique), on devrait ainsi pouvoir déterminer l'accélération minimale nécessaire à la consigne de l'exercice.

Pourtant, .

Donc la situation ne devrait pas être possible, non ?

voila les solution des exos 9 et 11

Je crois que tu as oublié la pièce jointe

[Weensie]

oui j'ai un petit pb de connexion il arrive plus a uploader .. mystère

En ce qui concerne l'exercice du wagon , je soumets ici la solution originale , traduite de l'anglais :

 Cliquez pour afficher

Si le wagon freine avec une décélération a , une force fictive , d'intensité ma , agira sur l'objet , à l'intérieur du wagon.
Si cette force d'inertie eût agi de manière permanente , le pendule ne pourrait certainement jamais atteindre la position verticale recherchée , et s'il le faisait , le travail de la force d'inertie serait nul (le déplacement net de son point application serait perpendiculaire à sa ligne d'action) et la force gravitationnelle serait négative , impliquant que l'énergie cinétique du pendule soit négative . Ce qui est impossible
Considérons désormais que le wagon freine puis ensuite s'arrête. S'il s'arrête quand le fil est horizontal le travail fait par la force d'inertie est : W=maR , où R est la longueur du fil . Si par la suite le pendule atteint une position verticale avec une vitesse v , on obtient , par la conservation de l'energie : maR-2mgR=mv²/2. Pour que le fil demeure tendu , même en son point de maximale hauteur , on doit avoir mv²/R>mg, ce qui implique , avec la précédente relation , a>2,5g. La conclusion est alors que le fil tendu peut atteindre cette position verticale si la décélération est assez importante et que la vitesse V0 est assez grande pour que le pendule ait le temps d'atteindre la position avant que le wagon ne freine entièrement .

[Weensie]

donc chapeau phys 2 car rien n'était faux

[Seirios]

Pour l'exercices sur l'empilement de briques, je pense avoir trouvé le résultat, mais je ne sais pas comment le justifier, donc je réfléchis encore. Sinon deux petits exercices en passant :

Exercice 13 :

 Cliquez pour afficher

On sa place dans le référentiel du véhicule. En isolant la boule du pendule, on obtient le poids , une force fictive due à l'accélération , avec a l'accélération du véhicule, puis la tension du fil .

Le pendule étant à l'équililbre, on en déduit que la somme vectorielle de ces trois forces est nulle.

D'où et

Exercice 14 :

 Cliquez pour afficher

On trouve deux forces sur la boule ; la poids et la tension du fil . Le système étant en mouvement circulaire uniforme, son accélération réside entièrement en son accélération centripète ; , sachant que .

On a alors (deuxième loi de Newton) .

D'où et

[Seirios]

L'exercice sur l'expansion de l'univers a l'air également intéressant, mais les figures sont trop foncées, et manifestement, c'est également le cas dans plusieurs autres exercices...Est-il possible d'arranger cela ?

[Weensie]

oui ! j'ai un petit probleme avec internet . je vais uploader mes solutions 9 , 10 , 11 , 13 , 14 et les nouveaux schémas du mégapack ce soir si j'ai réparé le prbleme

[inviteec581d0f]

Voilà le sauveur

[Weensie]

Merci Gaara j'ai pas pu poster les pdf j'ai un probleme d'upload si vous avez des questions quant aux solutions n'hésitez pas !

[Seirios]

Je pense que l'exercice 11 n'est pas du tout fait pour un terminal, devant connaître l'équation différentielle régissant le mouvement des oscillateurs harmoniques, et ce n'est clairement pas enseigné au lycée. Donc celui-là, je ne suis pas certain qu'il fasse parti d'exercices de transition entre terminale et prépa...

Sinon les corrigés sont très clairs

[Seirios]

Exercice 20 :

 Cliquez pour afficher

1) Pour déterminer x, y, x' et y', on regarde la variation du nombre de nucléons, que l'on divise par quatre pour obtenir le nombre de désintégrations alpha ; ensuite, on regarde la différence du nombre de protons du nucléide fils et après les désintégrations alpha, pour obtenir le nombre de désintégrations .

On a alors x=3, y=2, x'=5 et y'=4.

2) a)

b) , ce qui donne, si je ne me suis pas trompé dans l'application numérique

c) En supposant que l'énergie Q soit entièrement transformée sous forme d'énergie cinétique, donc sans rayonnement, on a, par la conservation de l'énergie et de l'impulsion : .

D'où on déduit et

On obtient ainsi les vitesses et .

D'où les énergies cinétiques : et

Pour l'application numérique, je n'ai pas eu le courage

d) Pour la vitesse d'émission de la particule alpha, voir la question précédente pour la formule générale.

Je suppose que la valeur donnée est plus faible que trouvée précdemment, donc l'énergie cinétique manquante de la particule alpha doit correspondre à la valeur de l'énergie du photon émis, soit .

D'où .

[Seirios]

Pour l'exercice 31, je serais preneur pour une détermination de l'équation de la trajectoire du satellite ; je n'arrive pas à résoudre l'équation différentielle qui en ressort.

Pour l'exercice 33, un petit indice pour justifier que l'équilibre est rompu lorsque la n-ième brique a son extrêmité gauche qui dépasse l'extrêmité droite de la première ?

Sinon, une petite précision sur l'exercice 5 ; la sphère est accrochée plafond, mais comment ?

Puis une dernière question sur la difficulté des exercices en général : Est-ce comparable au concours général ? (même si les exercices du concours général sont plus long)

[Weensie]

Je pense que l'exercice 11 n'est pas du tout fait pour un terminal, devant connaître l'équation différentielle régissant le mouvement des oscillateurs harmoniques, et ce n'est clairement pas enseigné au lycée. Donc celui-là, je ne suis pas certain qu'il fasse parti d'exercices de transition entre terminale et prépa...

Si , c'est enseigné en lycée . Du reste , je l'ai appris ( en classe ) en terminale avec la méthode de résolution ( tiens ... je devrais peut etre la poster )
le fait est que c'est un exercice classique au fond , les oscillations harmoniques étant un phénomène facile à modéliser .

Sinon les corrigés sont très clairs

Merci beaucoup !

[Weensie]

[QUOTE=Phys2;1816437]Pour l'exercice 31, je serais preneur pour une détermination de l'équation de la trajectoire du satellite ; je n'arrive pas à résoudre l'équation différentielle qui en ressort.[QUOTE=Phys2;1816437]
Motus ( solution dans un semaine )

Pour l'exercice 33, un petit indice pour justifier que l'équilibre est rompu lorsque la n-ième brique a son extrêmité gauche qui dépasse l'extrêmité droite de la première ?

calcule la répartition des forces et pense au moment des briques .

Sinon, une petite précision sur l'exercice 5 ; la sphère est accrochée plafond, mais comment ?

]
Par un fil pardi !!!

Puis une dernière question sur la difficulté des exercices en général : Est-ce comparable au concours général ? (même si les exercices du concours général sont plus long)

Le concours général est une épreuve , si l'on y réfléchit , difficile, mais qui ne demande pas énormément d'ingéniosité .
Alors oui , les exercices peuvent préparer au concours général , mais davantage encore aux olympiades internationales .
Donc pour te répondre c'est comparable au concours général sauf que c'est plus dur et qu'on peut les faire en TS ! ( sauf ceux sur les collisions)

[Weensie]

[QUOTE=Phys2;1816391]Exercice 20 :

1) Pour déterminer x, y, x' et y', on regarde la variation du nombre de nucléons, que l'on divise par quatre pour obtenir le nombre de désintégrations alpha ; ensuite, on regarde la différence du nombre de protons du nucléide fils et après les désintégrations alpha, pour obtenir le nombre de désintégrations .
On a alors x=3, y=2, x'=5 et y'=4..

il me semble que c'est exact

2) a)

b) , ce qui donne, si je ne me suis pas trompé dans l'application numérique

Tu t'es trompé ( mais bon les applications numériques on s'en tamponne un peu ( pardonnez-moi mesdames) )

c) En supposant que l'énergie Q soit entièrement transformée sous forme d'énergie cinétique, donc sans rayonnement, on a, par la conservation de l'énergie et de l'impulsion : .

D'où on déduit et

On obtient ainsi les vitesses et .

D'où les énergies cinétiques : et

Ton raisonnement est juste mais tes résultats sont-ils très homogènes ??
Pour l'application numérique, je n'ai pas eu le courage

d) Pour la vitesse d'émission de la particule alpha, voir la question précédente pour la formule générale.

Je suppose que la valeur donnée est plus faible que trouvée précdemment, donc l'énergie cinétique manquante de la particule alpha doit correspondre à la valeur de l'énergie du photon émis, soit .

D'où .

C'est exact

[Weensie]

On trouve deux forces sur la boule ; la poids et la tension du fil . Le système étant en mouvement circulaire uniforme, son accélération réside entièrement en son accélération centripète ; , sachant que .

On a alors (deuxième loi de Newton) .

D'où et

Maestro

[Weensie]

P
Exercice 13 :

On sa place dans le référentiel du véhicule. En isolant la boule du pendule, on obtient le poids , une force fictive due à l'accélération , avec a l'accélération du véhicule, puis la tension du fil .

Le pendule étant à l'équililbre, on en déduit que la somme vectorielle de ces trois forces est nulle.

D'où et

Eh oui

[Seirios]

Ton raisonnement est juste mais tes résultats sont-ils très homogènes ??

Non, ils ne le sont pas du tout Je reprends pour les vitesses (ce qu'il y a avant est correcte) :



Et

A partir de là, on peut retrouve les énergies cinétiques correctes.

[Seirios]

Pour l'exercice 5, je ne comprends pas comment l'eau et la glace peuvent tenir dans un même volume, tout en conservant la masse, ayant deux masses volumiques différentes...

[Weensie]

haha c'est une assez bonne question que tu as la !

[Seirios]

haha c'est une assez bonne question que tu as la !

Dois-je considérer la volume constant et faire varier la masse ; la masse constante et le volume variable ?