Olympiade internationale de physique · Année 2019

Problèmes

Problème 1Une balle de masse $m$ se déplace horizontalement à la vitesse $v_0$ et traverse un bloc de bois immobile de masse $M$ . À la sortie, sa vitesse vaut $v_0/2$ . Le bloc glisse ensuite sur un plan horizontal rugueux de coefficient de frottement cinétique $\mu$ . Déterminer sa vitesse juste après l'interaction et sa distance d'arrêt. Modéliser chaque étape par la loi de conservation ou l’équation du mouvement appropriée; les grandeurs déclarées constantes le restent pendant cette étape. (a) Établir la relation physique qui gouverne chaque étape. (b) Déduire les grandeurs demandées des conditions initiales et des contraintes fournies. (c) Vérifier les signes, les dimensions et le comportement à la limite.Solutions: 1
Problème 2Un transformateur idéal possède $N_p$ spires au primaire et $N_s$ au secondaire; le primaire est relié à une source alternative de tension efficace $V_p$ . Le secondaire alimente une résistance pure $R_L$ parcourue par le courant efficace $I_s$ . Déterminer la tension secondaire, le courant primaire efficace, la puissance reçue et le rapport de tension. Modéliser chaque étape par la loi de conservation ou l’équation du mouvement appropriée; les grandeurs déclarées constantes le restent pendant cette étape. (a) Établir la relation physique qui gouverne chaque étape. (b) Déduire les grandeurs demandées des conditions initiales et des contraintes fournies. (c) Vérifier les signes, les dimensions et le comportement à la limite.Solutions: 1
Problème 3Un vaisseau se déplace à vitesse constante $v$ par rapport à la Terre. Son horloge mesure un temps propre $\Delta\tau=2.0$ ans entre deux événements au même endroit du vaisseau. Avec la vitesse de la lumière $c$ et $v=0.8c$ , déterminer l'intervalle de temps terrestre et la distance parcourue. Modéliser chaque étape par la loi de conservation ou l’équation du mouvement appropriée; les grandeurs déclarées constantes le restent pendant cette étape. (a) Établir la relation physique qui gouverne chaque étape. (b) Déduire les grandeurs demandées des conditions initiales et des contraintes fournies. (c) Vérifier les signes, les dimensions et le comportement à la limite.Solutions: 1