Physic Labs

Olympiade internationale de physique · Année 1967

Problèmes

  1. Problème 1Un traîneau de masse m=2.0, kgm=2.0,\,\mathrm{kg} part du repos sur une pente lisse de longueur L=5.0, mL=5.0,\,\mathrm{m} inclinée de 30∘30^\circ. Il arrive sur une piste horizontale rugueuse de coefficient de frottement cinétique μ=0.20\mu=0.20. Négliger l’air et prendre g=9.8, m/s2g=9.8,\,\mathrm{m/s^2}. (a) Déterminer l’accélération et la vitesse en bas de la pente. (b) Calculer la distance d’arrêt sur l’horizontale. (c) Si elle ne mesure que 4.0, m4.0,\,\mathrm{m}, le traîneau s’arrête-t-il avant son bord? Conserver la convention de signe et les unités SI dans tout le calcul. Chaque partie utilise les résultats intermédiaires précédents, en appliquant une loi seulement dans le domaine où les hypothèses données sont valables. Comparer enfin les réponses aux conditions initiales et à une vérification indépendante.Solutions: 1
  2. Problème 2Une mole de gaz parfait monoatomique, à T1=300, KT_1=300,\,\mathrm{K} et p1=1.0×105, Pap_1=1.0\times10^5,\,\mathrm{Pa}, est chauffée à pression constante jusqu’à T2=600, KT_2=600,\,\mathrm{K}, puis refroidie à volume constant jusqu’à T1T_1 pour fermer un cycle. Prendre R=8.31, J,mol−1K−1R=8.31,\,\mathrm{J,mol^{-1}K^{-1}} et W>0W>0 pour le travail du gaz. (a) Déterminer volumes initial et maximal. (b) Calculer W,ΔU,QW,\Delta U,Q sur l’étape isobare. (c) Déterminer pression finale et travail net du cycle. Conserver la convention de signe et les unités SI dans tout le calcul. Chaque partie utilise les résultats intermédiaires précédents, en appliquant une loi seulement dans le domaine où les hypothèses données sont valables. Comparer enfin les réponses aux conditions initiales et à une vérification indépendante.Solutions: 1
  3. Problème 3Une source de f.é.m. constante EE et de résistance interne r>0r>0 alimente une charge résistive R>0R>0. On néglige les fils; soient II le courant, UU la tension aux bornes et sur la charge, et PRP_R sa puissance. (a) Déterminer le courant. (b) Déterminer la tension de charge. (c) Calculer puissance utile et perte interne. Conserver la convention de signe et les unités SI dans tout le calcul. Chaque partie utilise les résultats intermédiaires précédents, en appliquant une loi seulement dans le domaine où les hypothèses données sont valables. Comparer enfin les réponses aux conditions initiales et à une vérification indépendante.Solutions: 1