Exercice 3 : Un pendule est constitué d'une petite bille assimilée à un point matériel placée au point M. Sa masse est $m = 10\text{ g}$ et la longueur du fil vaut $L= 50\text{ cm}$. Le pendule est écarté d'un angle $\alpha$ par rapport à l'axe vertical ($\Delta$) et tourne avec une vitesse de rotation constante autour de cet axe de valeur $\omega= 10\text{ rd.s}^{-1}$ (Figure 2). Donnée : valeur de l'accélération de la pesanteur $g=10\text{ m.s}^{-2}$. La figure 2 montre un pendule conique. Un fil de longueur L est attaché en un point O sur un axe vertical ($\Delta$). Une masse M est à l'autre extrémité. Le fil fait un angle $\alpha$ avec l'axe vertical. La masse M décrit un cercle horizontal de centre O' avec une vitesse angulaire $\omega$. La tension du fil est représentée par le vecteur $\vec{T}$. Q27 : Quelles sont les valeurs de l'angle $\alpha$ et la tension du fil T ? Les valeurs de l'angle $\alpha$ et la tension du fil T valent :

$\cos\alpha=0,2\ ;\ T = 0,6\text{ N}$

$\cos\alpha=0,2\ ;\ T = 0,4\text{ N}$

$\cos\alpha=0,1\ ;\ T = 0,5\text{ N}$

$\cos\alpha=0,2\ ;\ T = 0,5\text{ N}$

Exercice 3 : Un pendule est constitué d'une petite bille assimilée à un point matériel placée au point M. Sa masse est $m = 10\text{ g}$ et la longueur du fil vaut $L= 50\text{ cm}$. Le pendule est écarté d'un angle $\alpha$ par rapport à l'axe vertical ($\Delta$) et tourne avec une vitesse de rotation constante autour de cet axe de valeur $\omega= 10\text{ rd.s}^{-1}$ (Figure 2). Donnée : valeur de l'accélération de la pesanteur $g=10\text{ m.s}^{-2}$. Q28 : Quelle est la vitesse de rotation minimale $\omega_{min}$ à partir de laquelle le pendule commence à s'écarter de l'axe de rotation ? La vitesse de rotation minimale $\omega_{min}$ à partir de laquelle le pendule commence à s'écarter de l'axe de rotation vaut :

$\omega_{min} = \sqrt{5}\text{ rad.s}^{-1}$

$\omega_{min} = 3\sqrt{5}\text{ rad.s}^{-1}$

$\omega_{min} = 2\sqrt{5}\text{ rad.s}^{-1}$

$\omega_{min} = \frac{\sqrt{5}}{2}\text{ rad.s}^{-1}$

Exercice 7 : On considère deux isotopes radioactifs de l'iode utilisés en médecine : l'iode 131 de demi-vie $8,1\text{ jours}$ et l'iode 123 de demi-vie $13\text{h}$. On dispose de deux échantillons de masse identique $m=10\text{g}$ pour les deux isotopes. Données: $\ln(2)= 0,7$, $\ln(3)=1,1$, $\ln(5)= 1,6$, $\ln(7)=2$, $\ln(10)=2,3$; Nombre d'Avogadro $N_A = 6.10^{23}\text{ mol}^{-1}$. Q36 : Quelles sont les activités initiales de l'iode $A_0(I^{131})$ et $A_0(I^{123})$ des deux isotopes ? Les activités initiales des deux isotopes de l'iode sont plus proches de :

$A_0(I^{131})= 10^{16}\text{ Bq} , A_0(I^{123}) = 10^{17}\text{ Bq}$

$A_0(I^{131})= 10^{17}\text{ Bq} , A_0(I^{123}) = 10^{16}\text{ Bq}$

$A_0(I^{131})= 10^{17}\text{ Bq} , A_0(I^{123}) = 10^{18}\text{ Bq}$

$A_0(I^{131})= 10^{16}\text{ Bq} , A_0(I^{123}) = 10^{18}\text{ Bq}$

ENSA Physique 2025 - Question 1/17

Exercice 1 :

On étudie un service au tennis, on considère la balle comme un point matériel ponctuel, on néglige la résistance de l'air et on prendra comme valeur de l'accélération de la pesanteur $g = 10 m.s^{- 2}$ .

1) Pour effectuer un service au tennis, le joueur commence par lancer la balle verticalement vers le haut à partir du point A situé à $1, 6 m$ au-dessus du sol. La balle s'élève et atteint son altitude maximale B à $0, 4 m$ au-dessus du point de lancement (Figure 1).

La figure 1 représente la trajectoire parabolique d'une balle dans un repère (O, x, z). La balle est lancée du point A sur l'axe vertical (Oz) à une hauteur de 1,6 m. Elle atteint son sommet au point B, situé 0,4 m plus haut que A. La trajectoire redescend ensuite, passe au-dessus d'un filet de hauteur h situé à une distance horizontale D de l'origine O, et touche le sol au point H à une distance L derrière le filet. Au point B, le vecteur vitesse initiale $v_{1}$ pour la deuxième phase fait un angle $α$ avec l'horizontale.

Q21 : Quelle est la vitesse initiale $v_{0}$ avec laquelle le joueur a lancé la balle à partir du point A ?

La vitesse initiale $v_{0}$ avec laquelle le joueur a lancé la balle vaut :

42 m.s^{- 1}

22 m.s^{- 1}

52 m.s^{- 1}

32 m.s^{- 1}