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Physique Podcast
by Dominique LAMBERT
L’objectif de ces podcasts est d’aider les étudiants à revoir les exercices avant un bilan ou un examen. Un second objectif: donner la possibilité aux étudiants malades de comprendre des problèmes vus en classe.
Episodes
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champ électrique - oscilloscope
Le champ électrique entre les plaques d’un oscilloscope cathodique est de 3 104 V/m. Rechercher la vitesse réelle d’un électron à la sortie des plaques, s’il entre à angle droit par rapport au champ électrique avec une vitesse de 1,5 106 m/s ? La longueur des plaques est de 1,5 cm
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champ électrique - particule alpha
Une particule α est un noyau d'hélium He++ avec une charge électrique de 2+ et une masse de 6,64 10-27 kg. Supposons qu'une particule α soit accélérée du repos jusqu'à une vitesse de 4 106 m/s par des forces électriques dans un tronçon d'un accélérateur de particules nucléaires. Quelle différence...
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Accélérateur
Voir l’énoncé sur la vidéo , sorry
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Electrolyse (Saint Valentin)
Pour la Saint Valentin un élève décide d’offrir une bague « plaquée » or. Il souhaite déposer 0,6g d’or sur une bague métallique en réalisant une électrolyse avec un générateur qui débite un courant de 350 mA. Pendant combien de temps ce brave élève doit-il faire passer ce courant pour obtenir le...
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Force électromotrice et contre-électromotrice
Voi la vidéo pour l’énoncé, sorry.
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mrua: porte avion
Lors d'un appontage, le pilote du Rafale dispose de 90 mètres sur un porte avions pour passer de 220 km/h à zéro, encaissant une décélération de choc dans une manœuvre qu'il doit réussir. Rechercher la décélération subie par le pilote de l’avion et le temps nécessaire.
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Equation horaire - corde de guitare
Une corde de guitare oscille entre deux positions extrêmes distantes de 3 mm. Quand l’expérimenter déclenche le chrono, la position du point P (au milieu de la corde) se trouve à - 0,8 mm de la position d’équilibre. la fréquence d’oscillation de la corde est de 8 Hz. Rechercher l’équation horaire...
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Accélérateur de particules
Dans un accélérateur de particules, des ions He2 +, de masse m=6,68 10-27kg, sont accélérés jusqu’à une vitesse v0=1,25 107m/s. Ils pénètrent dans une région où règne un champ magnétique B uniforme de valeur B=1,30T. Leur vecteur vitesse v est 1,25 107 m/s perpendiculaire au vecteur champ...
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La fusion nucléaire
Etude de la réaction de fusion : 21H + 31H ---> 42He + 10n Déterminer l'énergie produite par cette réaction de fusion, donner le résultat en MeV. masse du noyau (u):deutérium (2,01355), Tritium (3,01550), He (4,00150), neutron (1,00866). Le facteur de conversion de l’unité de masse atomique (u)…
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Champ électrique - chat
Deux charges électriques ponctuelles de 1uC et de 9uC, sont situées respectivement en deux points A et B distants de 240 cm dans un salon. Les chats sont en général à des endroits neutres électriquement dans les pièces. Où doit se situer le chat sur la droite AB (où le champ électrostatique total...
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Rencontre de deux trains Eurostars
Un train Eurostar (A) quitte Bruxelles ( gare de Bruxelles midi) à 14h52 pour arriver à Londres à 17h03 (heure belge). Un autre Eurostar (B) quitte Londres (gare Saint Pancras) à 15h04 (heure belge) pour arriver à Bruxelles à 17h06. La distance entre les deux gares est estimée à 370 km. Calculer...
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cinématique - tondeuse écologique
Une tondeuse à gazon révolutionnaire et écologique effectue les déplacements relevés sur le graphique. Rechercher la vitesse de cette «tondeuse» à la deuxième seconde
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cinématique - scooter
Un policier passe son temps à mesurer la vitesse du plus long scooter, il obtient le graphique suivant après un laborieux travail. Quelle distance le scooter parcourt-il pendant les quatre premières secondes ?
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Intensité du son
Les vuvuzelas, ces longues trompettes en plastique indispensables à tout supporteur sud-africain, risquent d'endommager définitivement l'ouïe des amateurs de foot selon une étude. Des tests menés par un fabricant de prothèses auditives ont abouti à la conclusion que les «vuvuzelas» émettaient un...
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Pendule de Saint Jacques de Compostelle
Calculer la longueur de la corde si la période de l'oscillation de l'encensoir est de 9,5 s On montre que la période des oscillations est donnée par la relation: L: longueur du fil g: intensité du champ de la pesanteur (9,81 m/s2) T=2.PI.(L/g)^1/2
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Célérité du son dans l’air
La célérité du son dans un gaz est proportionnelle à la racine carrée de la température absolue du gaz. Calculer la célérité du son dans l'air à 50°C, sachant que la célérité du son dans l'air à 15°C est de 340m/s.
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Signaux avec des célérités différentes
Un élève frappe sur une extrémité d’un tuyau de longueur «L» avec un marteau provoquant un «bang» (signal) capable de se propager dans l'air et dans le tuyau en fonte. Un autre élève capte le «bang» à l’autre bout du tuyau. a) Quelle doit être la longueur du tuyau pour que l'oreille appliquée à...
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Mesure de fréquence avec un oscilloscope
Un professeur capte des signaux venant de l’Espace sur l'écran d'un oscilloscope dont la fréquence de balayage est de 300 Hz. On observe 3 oscillations sur l'écran. a) Quelle est la fréquence des vibrations de l'émetteur? b) Quelle fréquence de balayage faut-il adopter pour n'observer qu'une...
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Particule alpha - Potentiel électrique
Une particule α est un noyau d'hélium He++ avec une charge électrique de 2+ et une masse de 6,64 10-27 kg. Supposons qu'une particule α soit accélérée du repos jusqu'à une vitesse de 4 106 m/s par des forces électriques dans un tronçon d'un accélérateur de particules nucléaires. Quelle différence...
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Onde progressive - rasoir
Un rasoir raccordé à une fine corde produit des vibrations entretenues de 2 mm d’amplitude à la fréquence 50 Hz. Les vibrations se propagent à la célérité de 250 mm/s. (voir expérience au cours de physique). On suppose qu’il n’y a pas de réflexion des ondes sur l’obstacle. a) Rechercher la…
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Barque - Meuse
Roméo di Flône observe sur l’autre rive de la Meuse une superbe girl Julietta, et il décide d’emprunter la barque d’un ami pêcheur qui se trouve sur la berge en A. Un peu distrait par la belle girl il rame et procure à la barque une vitesse de 5m/s mais avec un angle α de 30° (voir schéma). Le...
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mrua - sanglier
Une conductrice roulant à 118 km/h sur une route du Condroz dont la limitation de vitesse et de 120 km/h, freine brusquement et s’arrête pour laisser passer une horde de sangliers. On relève une trace de freinage de 92,5m. Calculer l’accélération et la durée du freinage. (On admettra…
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Comment changer les unités
Comment transformer 120 km/h en m/s ?. ET comment transformer 24m/s en km/h ?
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Chape de Saint Louis d’Anjou -Datation C14
Un échantillon de 12,0 mg de carbone provenant des fils de lin prélevés sur la chape de Saint-Louis d’Anjou produit actuellement (en 2007) en moyenne 236,87±0,60 désintégrations par jour. Données : 14C / 12C dans la biosphère : 1,3.10-12, période de 14C : 5730 ans, nombre d’Avogadro : 6,02.1023....
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Photons - Soleil
Le Soleil fournit continuellement une énergie lumineuse très importante au voisinage de la surface de la Terre. Elle est de l’ordre de 1,3 kW/m2. Puisqu’elle comprend aussi bien de la lumière ultraviolette que de la lumière visible et infrarouge, nous admettrons que l’énergie moyenne des photons...
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Photon X - TV
Le faisceau électronique d’un tube de T.V. (cathodique) produit des rayons X lors de son impact sur l’écran. Bien que ceux-ci soient diffusés en grande partie vers l’intérieur du tube par l’écran de verre; il n’est pas recommandé de rester longtemps tout près de cet écran. Calculez l’énergie...
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réseau de diffraction - spectre1
Rechercher la longueur d’onde de la lumière rouge lumière qui est utilisée dans une expérience des fentes de Young sur un écran distant de 3m du réseau de diffraction. Le réseau compte 525 fentes/mm. Voir la photo des tâches lumineuses sur l’écran. La longueur d’onde de la lumière rouge est plus...
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Effet photo-electrique - problème 2
L’oeil humain, adapté à l’obscurité, possède une sensibilité extraordinaire, puisqu’on peut détecter des intensités lumineuses tellement faibles qu’elles ne correspondent qu’à 5 photons de lumière visible par seconde pour un oeil. Calculez la puissance correspondante, si l’énergie moyenne des...
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Effet photo-électrique - problème 1
On dispose d’une cellule photoélectrique au césium éclairée par une lumière monochromatique. 1. La longueur d’onde seuil pour le césium est λ0 = 660 nm. Déterminer le travail d’extraction W0 d’un électron. La lumière qui éclaire cette photocathode a une longueur d’onde λ = 440 nm. 1. Déterminer...
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Football - composition de mouvement
On shoote dans un ballon placé au sol. le ballon part avec une vitesse de 25 m/s et l’angle de tir est de 30° avec l’horizontale. Quand la ballon atteint-il la hauteur maximale? Où se trouve-t-il à ce moment là?
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Balle de Tennis
Une balle de tennis est servie horizontalement à 2,4m au-dessus du sol. Sa vitesse initiale est de 30m/s. Le filet est à 12m du serveur et il a une hauteur de 90 cm. La balle passe-t-elle le filet?
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Bond - mrua
James Bond, l’agent au service de sa Majesté roule avec sa célèbre mobylette à la vitesse faramineuse de 72 km/h quand il aperçoit à 80 m, une belle jeune fille qui bloque la route avec son tracteur. James freine immédiatement avec une accélération de -1,5 m/s2, mais comme ses réflexes ne sont…
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Tir à la carabine -Composition de mouvements
Dans un stand de tir à la carabine, un tireur pointe avec beaucoup de précision le centre de la cible située à 100 m de distance. Si la vitesse de la balle est de 1000 m/s, à quelle distance du centre la balle frappe-t-elle la cible ? (On néglige les frottements aérodynamiques)
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Ondes_3_6
) Un haut-parleur assimilé à une source ponctuelle S est alimenté par un générateur basse fréquence. La fréquence des vibrations électriques appliquées à l'entrée du haut-parleur sont réglable. Les ondes sonores émises sont assimilées à des ondes sphériques dont la célérité est constante dans...
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Ondes_3_5
Un vibreur de fréquence 50 Hz provoque des ondes circulaires à la surface de l'eau d'une cuve à ondes. La célérité des ondes vaut 0,4 m/s. On se propose d'observer le phénomène sous éclairage stroboscopique. a) Sur quelle fréquence faut-il régler le stroboscope pour qu'entre deux éclairs une…
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Nucléaire_Centrale(b)
3. Les produits de la fission de l'uranium 235 sont nombreux et divers. La demi-vie t1/2 ou T (ou période radioactive) des noyaux radioactifs est très variable d'un noyau à l'autre. Le baryum 140, un des produits de la fission de l'uranium, se désintègre en lanthane 140 puis en cérium 140. 3.1....
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Nucléaire_Centrale(a)
Production d'énergie dans une centrale électrique Une centrale nucléaire est une usine qui produit de l'électricité à partir d'un combustible nucléaire. Elle transforme l'énergie libérée par la fission d'un combustible en énergie mécanique, puis en énergie électrique. L'énergie produite assure le...
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Nucléaire_Iode radioactif
Iode radioactif On utilise généralement de l'iode 131 émetteur (β−, γ) de constante radioactive λ, pour faire des scintigraphies médicales. À une date t = 0, on injecte une dose de masse m0 d'iode radioactif dans le corps du patient, et un détecteur repère les atomes d'iode 131 fixés (sur la…
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Nucléaire_centrale PWR
Fonctionnement simplifié d’une centrale PWR
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Magnétisme_3
Le cyclotron : une particule, de masse m et de charge q, pénètre en C, avec une vitesse négligeable, dans un espace où règne un champ électrique . Cet espace est limité par deux grilles planes P1 et P2, assimilables à deux plaques métalliques distantes de d. On applique entre ces deux plaques une...
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Magnétisme_2
Le spectrographe de masse : On se propose de séparer des noyaux d’hélium de masse m1=5 10-27 kg et de masse m2 = 6,7 10-27 kg. Ces noyaux pénètrent en E dans un accélérateur avec une vitesse considérée comme nulle. Ils y sont accélérés par une tension U=VE -VS = 10 kV établie entre les plaques...
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Magnétisme_1
Un faisceau d’électrons homocinétiques (=m/s) pénètre orthogonalement au vecteur dans une région où règne un champ magnétique uniforme (B=T). La masse des électrons est de kg Calculer le rayon de la trajectoire circulaire Calculer le temps mis par les électrons pour faire la moitié d’un tour sur...
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Energie_4
Le barrage d'Assouan a une surface de 5000 km2 pour une production annuelle de 1010kW.h. Imaginons que l'on souhaite remplacer cette production par des photopiles dont le rendement est de 10%. L'ensoleillement moyen est de 290 Jours/an avec une puissance moyenne de 900W/m2. a) Quelle surface…
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Energie_3
Un projet futuriste prévoit de construire un satellite de 10000 tonnes, en orbite géostationnaire et équipé de panneaux solaires à photopile d'environ 11,5 km sur 4,5 km et ayant un rendement de 18%. a) Quelle serait la puissance transmise sur Terre par micro-ondes, si à cette altitude, 1 m2 de...
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Energie_2
Au Mexique une société utilise des insolateurs plans (= panneaux solaires à effet de serre) couplés avec une pompe à chaleur. Pour 1500 m2 d'insolation, la puissance obtenue est de 25kW. a) Calculer la surface qu'il faudrait pour obtenir la puissance d'une centrale nucléaire de 1200 MW. b)…
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Energie_1
Le méthanol a un pouvoir calorifique de 15740 kJ/l. On veut élever la température de 100 litres d'eau de 20° à 80°C. a) Calculer la quantité d'énergie nécessaire pour faire cette augmentation de température. b) Calculer la quantité de méthanol utilisée avec un réchaud, si le rendement thermique…
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Electricité_tronçonneuse2
Un appareil électrique possède les caractéristiques suivantes : 220V et 1700W Question......
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Electricité_tronçonneuse1
Un appareil électrique possède les caractéristiques suivantes : 220V et 1700W. a) Calculer le prix de revient pour 3h18mn sachant que 1kW.h coûte 0,15€. b) Des fusibles de 16 A sont-ils suffisants ? (Pourquoi)
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Electricité_Lave_vaisselle
Un lave vaisselle : Classe d'efficacité énergétique A Consommation d'énergie en kWh pour un cycle: 1,05 Classe d'efficacité de lavage A Classe d'efficacité de séchage A Consommation d'eau (l) 12,00 Tension électrique (V) : 220 Consommation d'énergie annuelle totale (kWh) 231 Consommation d'eau...
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Electricité_plaque-induction
Branchements Electriques : Puissance maxi électrique en kW: 5,9 Intensité en de la prise A: 32 Tension en V: 220 Fréquence en Hz: 50 Longueur du cordon en cm: 150 Questions : a) Calculer l’intensité réelle du courant ? b) Rechercher le prix de revient pour un repas qui utilise les quatre plaques…
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Dominique LAMBERT
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