Probatoire
Physique
C & E
2012
Correction
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Exercice 1: Optique géométrique
A. Réflexion et réfraction de la lumière
1. Traçons la marche du rayon lumineux
2. Calcule de l’angle de réfraction
\(r = {\sin ^{ - 1}}(\frac{{\sin (i)}}{n}) = {22^0}\)
3. Calcule de la valeur de β.
Dans le triangle IPQ : \(\alpha = {90^0} - r{\rm{ }}\) et \({90^0} - r + {90^0}\) \( + \beta = {180^0} \Rightarrow \) \(\beta = r = {22^0}\)
B. Lentilles
1. Construction de l’image
2. L’image est réelle, renversée et deux fois plus grande que l’objet.
Exercice 2 : Instrument d’optique.
A– L’œil réduit.
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Anomalies |
Manifestations chez le patient |
Types de lentilles correctrices |
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Presbytie |
Le cristallin perd de sa souplesse et les muscles ciliés perdent leur élasticité |
Convergentes |
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Myopie |
Le cristallin est très convergent |
Divergentes |
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Hypermétropie |
Il doit accommoder pour voir les objets à l’infini , son cristallin manque de convergence |
Convergentes |
B. Étude du microscope
1. Principe du microscope:
Le microscope est constitué de deux systèmes optiques. Le premier, l’objectif, assimilé à une lentille convergente, donne d’un petit objet une image très agrandie qui est observée à travers un second système, l’oculaire, également assimilé à une lentille convergente ou loupe. L’image définitive est beaucoup plus grande que l’objet
2. Intervalle optique d’un microscope : Distance entre le foyer principal image de l’objectif et le foyer principal objet de l’oculaire du microscope. Il est noté: \(\Delta = \overline {F{'_1}{F_2}} \)
3. Calcule de la puissance intrinsèque. \({P_i} = \) \(\frac{\Delta }{{{f_1}{f_2}}}\) \( = 2500\delta \)
Exercice 3 Énergie électrique
A. Échanges d’énergie dans un circuit électrique
1. Schéma
2.1 Les tensions sont égales dans chaque branche.\(\left\{ \begin{array}{l}{U_{AB}} = E - rI{\rm{ }}(a)\\{U_{AB}} = R{I_2}{\rm{ }}(b)\\{U_{AB}} = E' + r'{I_1}{\rm{ }}(c)\end{array} \right.\) a)=(b) \(E - rI = \) \(R{I_2} \Rightarrow \) \({I_2} = \) \(\frac{{E - rI}}{R} = \) \(0,84{\rm{A}}\)
Au point ( nœud ) A, \(I = {I_1} + {I_2}\) Soit \({I_1} = I - {I_2}\) \( = 2,36A\)
2.2 Calcule du rendement. Par définition,
\(\eta = \frac{{E'}}{{E' + r{I_1}}} = 72\% \)
3. Diagramme des échanges d’énergie
B Étude d’un alternateur1. Énonçons la loi de Lenz:
Énoncé: " Le sens du courant induit est tel que par ses effets, il s’oppose à la cause qui lui donne naissance "
2.Le stator qui est une bobine il crée le champ magnétique et le rotor, du fait de sa rotation modifie le flux à travers la bobine créant ainsi un courant induit.
3. Fonctionnement d’un alternateur:
Un alternateur est constitué d’un aimant inducteur appelé rotor et d’une bobine fixe appelée stator. La rotation du rotor entraîne la modification du flux du stator responsable de la production du courant alternatif. On est souvent amené à multiplier les pôles de l’inducteur pour que le courant alternatif produit ait une fréquence suffisante
Exercice 4 Énergie mécanique.
Schéma.
1. Calcule de l’intensité de la force motrice. D’après le TEC\(\frac{1}{2}m{v^2} - \) \(\frac{1}{2}mv_0^2 = \) \(W(\overrightarrow P ) + W(\overrightarrow {{R_N}} )\) \( + W(\overrightarrow f ) + W(\overrightarrow F )\) \( = - mgd\sin (\alpha )\) \( + 0 - fd + Fd\)
\(F = \) \(\frac{m}{{2d}}({v^2} - v_0^2)\) \( + mdg\sin (\alpha )\) \( + f = 125N\)
2.1 Calcule de l’énergie cinétique à d=80m.
\({E_C} = \frac{1}{2}m{v^2} = 162{\rm{ 1}}{{\rm{0}}^{\rm{3}}}{\rm{J}}\)
Calcule de l’énergie potentielle de pesanteur.
\({E_{PP}} = mgh\) \( = mgd\sin (\alpha )\) \( = 32{\rm{ }}{10^3}J\)
2.3 Calcule de l’énergie mécanique de la voiture.
\({E_m} = {E_C} + {E_{PP}}\) \( = 194{\rm{ }}{10^3}J\)
