Olympiade internationale de physique · Année 2005
Problèmes
- Problème 1Un petit corps de masse m est lâché sans vitesse sur une rampe rectiligne lisse de longueur L, inclinée d’un angle α par rapport à l’horizontale. La rampe se termine à la hauteur h au-dessus d’un sol horizontal; le corps part tangentiellement et atterrit au sol. Négliger l’air et prendre g=9,8 m/s². (a) Déterminer l’accélération et le temps de glissement. (b) Calculer la vitesse et ses composantes au bord. (c) Déterminer le temps de vol et la portée horizontale. Utiliser les unités SI et les modèles idéaux indiqués. Préciser les conventions de signe dans les équations et conserver les unités dans les résultats.Solutions: 1
- Problème 2Une source continue de f.é.m. E et de résistance interne r alimente en série une charge purement résistive R; E et r sont constants et les fils idéaux. Le courant est établi, la tension aux bornes vaut U et la charge reçoit la puissance utile. (a) Exprimer le courant et la tension de charge en fonction de R. (b) Déterminer R qui maximise la puissance reçue et cette puissance maximale. (c) Définir le rendement comme la puissance de charge divisée par celle fournie par la f.é.m. idéale, puis le calculer au maximum. Utiliser les unités SI et les modèles idéaux indiqués. Préciser les conventions de signe dans les équations et conserver les unités dans les résultats.Solutions: 1
- Problème 3Une lentille mince convergente dans l’air a une distance focale f>0. Un objet réel droit de hauteur H est placé sur l’axe principal à la distance u>f du centre optique; on adopte v>0 pour une image réelle du côté opposé. Négliger l’épaisseur et les aberrations. (a) Établir la relation entre u, v et f. (b) Calculer v et préciser si l’image est réelle ou virtuelle. (c) Déterminer le grandissement signé m et la hauteur image signée. Utiliser les unités SI et les modèles idéaux indiqués. Préciser les conventions de signe dans les équations et conserver les unités dans les résultats.Solutions: 1