Olympiade internationale de physique · Année 2006
Problèmes
- Problème 1Deux masses m₁ et m₂, avec m₂>m₁, sont reliées par un fil léger inextensible passant sur une poulie fixe sans masse et sans frottement. Elles pendent librement de part et d’autre et sont lâchées du repos. Prendre g=9,8 m/s² et négliger l’air. (a) Déterminer les sens du mouvement et écrire Newton pour chaque masse. (b) Calculer l’accélération et la tension. (c) Après la descente de m₂ sur s, trouver la vitesse commune et vérifier par conservation de l’énergie. 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 2n moles d’un gaz parfait monoatomique sont enfermées sous un piston sans frottement à température absolue constante T. Le gaz se détend lentement et réversiblement de V₁ à V₂>V₁, en équilibre thermique permanent avec un réservoir à T; R est la constante des gaz. (a) Écrire l’équation d’état et calculer le travail du gaz. (b) En prenant positif le travail fourni par le gaz, déterminer ΔU et la chaleur reçue Q. (c) Expliquer pourquoi ΔU ne dépend pas de l’espèce atomique ici. 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 3Deux sources ponctuelles cohérentes S₁,S₂ oscillent en phase à la fréquence f dans un milieu homogène où la célérité vaut c, donc λ=c/f. Leurs distances au point P sont r₁,r₂. Supposer des amplitudes égales, aucune absorption et une différence de phase due uniquement à la différence de marche. (a) Exprimer le déphasage en P avec Δr=r₂−r₁. (b) Donner les conditions de maxima et minima. (c) Si Δr croît continûment de 0 à 3λ/2, compter les maxima et minima rencontrés en tenant compte des bornes. 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