Physic Labs

Olympiade internationale de physique · Année 2012

Problèmes

  1. Problème 1Une balle est lancée horizontalement du bord d’une falaise de hauteur h=45 mh=45\,\mathrm m avec la vitesse initiale u=10 m s−1u=10\,\mathrm{m\,s^{-1}}. Négliger l’air et prendre g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Prendre le point de lancement pour origine, l’axe horizontal vers l’avant et l’axe vertical vers le haut. Le sol est situé à la distance verticale hh sous le point de départ ; la balle est ponctuelle et ne rencontre aucun obstacle avant l’impact. Le temps est compté à partir du départ du bord. (a) Déterminer la durée de chute et la portée horizontale. (b) Trouver les composantes de la vitesse juste avant l’impact. (c) Calculer la vitesse d’impact et son angle sous l’horizontale.Solutions: 1
  2. Problème 2Un bloc de masse m=2.0 kgm=2.0\,\mathrm{kg} part du repos et glisse sur s=5.0 ms=5.0\,\mathrm m le long d’un plan incliné à 45∘45^\circ. Le coefficient de frottement cinétique vaut μ=0.20\mu=0.20 ; prendre g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Le plan est fixe et le bloc reste en contact avec lui pendant toute la descente. Le coefficient μ\mu est constant sur le trajet et le frottement cinétique s’oppose au mouvement. Le bloc se déplace en ligne droite le long du plan, à accélération constante, jusqu’au point final indiqué. (a) Déterminer la réaction normale et l’accélération le long du plan. (b) Calculer la vitesse en bas. (c) Trouver la durée de la descente en supposant l’accélération constante.Solutions: 1
  3. Problème 3Un générateur idéal de f.é.m. V=18 VV=18\,\mathrm V est monté en série avec R1=3.0 ΩR_1=3.0\,\Omega et R2=6.0 ΩR_2=6.0\,\Omega. Le circuit reste fermé pendant t=60 st=60\,\mathrm s ; négliger la résistance interne et supposer les valeurs constantes. Les résistances sont ohmiques et montées en série par des fils idéaux de résistance négligeable. La source maintient une tension constante pendant toute la fermeture du circuit. Le courant conventionnel va de la borne positive à la borne négative en traversant les deux résistances ; l’énergie dissipée devient de la chaleur. (a) Déterminer la résistance équivalente et le courant. (b) Calculer la tension aux bornes de chaque résistance et vérifier la loi des mailles. (c) Trouver la puissance totale dissipée et l’énergie fournie en 60 s60\,\mathrm s.Solutions: 1