Physic Labs

Olympiade asiatique de physique · Année 2021

Problèmes

  1. Problème 1Une petite balle est lancée du bord d'une falaise de hauteur h=20h=20 m à la vitesse initiale v0=20v_0=20 m/s, sous un angle de 30∘30^\circ au-dessus de l'horizontale. Négliger l'air et prendre g=10g=10 m/s2^2. L'origine est au pied de la falaise, l'axe xx horizontal dans le sens du lancement et yy vertical vers le haut ; le sol est y=0y=0. (a) Déterminer le temps jusqu'à l'impact. (b) Trouver l'abscisse et les deux composantes de la vitesse à l'impact. (c) Déterminer la hauteur maximale au-dessus du sol et l'instant correspondant.Solutions: 1
  2. Problème 2Une mole de gaz parfait monoatomique est initialement à l'état AA, avec TA=300T_A=300 K et VA=0.010V_A=0.010 m3^3. Elle suit un cycle en trois étapes : (1) chauffage isochore de AA à BB, où TB=600T_B=600 K ; (2) détente isotherme de BB à CC jusqu'au doublement du volume ; (3) compression isobare de CC vers AA. Prendre R=8.31R=8.31 J mol−1^{-1} K−1^{-1}, CV=3R/2C_V=3R/2, et compter positivement le travail fourni par le gaz. (a) Déterminer les pressions en A,B,CA,B,C. (b) Calculer travail et chaleur pour chaque étape. (c) Vérifier le premier principe sur le cycle complet.Solutions: 1
  3. Problème 3Une lentille mince convergente de distance focale f=20f=20 cm est placée dans l'air. Un petit objet lumineux de hauteur H=2.0H=2.0 cm, perpendiculaire à l'axe principal, est à u=30u=30 cm devant la lentille. Une image réelle a v>0v>0 ; on utilise 1/f=1/u+1/v1/f=1/u+1/v et le grandissement latéral m=−v/um=-v/u. (a) Déterminer la distance et la hauteur de l'image. (b) Préciser si l'image est réelle ou virtuelle, droite ou renversée. (c) On éloigne l'objet à u=60u=60 cm ; trouver la nouvelle image et décrire le changement de taille.Solutions: 1