Exercice 1: La constante de Planck est h = 6.10⁻³⁴ J.s⁻¹ et la vitesse de la lumière dans le vide est: c = 3.10⁸m.s⁻¹; avec 1 eV = 1,6.10⁻¹⁹ J. Dans le spectre de l'atome d'hydrogène, on observe une raie pour la longueur d'onde λ = 648 nm. Q21: Cocher la bonne réponse

La fréquence correspondant à cette raie est comprise entre 400.10¹² GHz et 500.10¹² GHz.

L'énergie correspondant à cette raie est comprise entre 1,6 KeV et 2,1 KeV.

Cette radiation est dans le domaine de l'infrarouge.

Cette radiation est une radiation ionisante (son énergie est supérieure à 13,6 eV).

Exercice 2: On dispose d'un Laser hélium-néon. On interpose entre le Laser et un écran (E) une fente verticale de largeur a = 3.10⁻² mm (figure 1). Sur l'écran situé à la distance D = 1,5 m, on observe dans la direction perpendiculaire à la fente, une figure de diffraction représentée sur la figure ci-contre. Diagramme de diffraction: Un laser émet un faisceau lumineux qui passe à travers une fente verticale. Le faisceau diffracté est projeté sur un écran (E) situé à une distance D du laser. Une figure de diffraction est observée sur l'écran, montrant une tache centrale large et des taches secondaires moins intenses de part et d'autre. Q22: Cocher la bonne réponse.

La largeur de la tache centrale d est donnée par d = $\frac{2aD}{\lambda}$

Quand la largeur de la fente a augmente la largeur de la tache centrale d diminue.

La longueur d'onde du Laser vaut $\lambda$ = 600 nm lorsque la mesure de la tache centre est d = 6 cm

L'écart angulaire $\theta$ est une fonction croissante en fonction de la largeur a de la fente.

Exercice 7: Le sonar d'un bateau permet de déterminer la profondeur des fonds marins, il est constitué d'un émetteur (E) et d'un récepteur (R). Le sonar étudié est alimenté par une tension sinusoïdale de fréquence 20kHz. La célérité de ces ondes dans l'eau est de 1500m.s⁻¹. Schéma d'un bateau équipé d'un sonar. Le bateau est en surface de l'eau. Sous le bateau, un émetteur (E) et un récepteur (R) sont représentés. Une flèche indique la 'profondeur d' vers le fond marin. Q33: Cocher la bonne réponse.

La période correspondant à cette vibration est comprise entre 20 μs et 40 μs;

La longueur d'onde correspondant à cette vibration est comprise entre 0,70m et 0,80 m

La longueur d'onde correspondant à cette vibration est comprise entre 0,074 m et 0,076m

Cette vibration est dans l'infrarouge;

ENSA Physique 2024 - Question 6 of 14

Exercice 4:

Un mobile M de masse m = 150g, supposé ponctuel, peut glisser le long d'une piste ABC dont la forme donnée par la figure ci-après; Le mouvement a lieu dans le plan vertical. on prendra l'accélération de la pesanteur g=10 m.s⁻².

La partie curviligne est un quart de cercle de rayon r = 1m parfaitement lisse de telle sorte que les forces de frottement y sont négligeables.

Le mobile M est lancé en A avec une vitesse v_A = 2 m.s⁻¹ verticale et dirigée vers le bas. Il est repéré à l'instant t par l'angle θ.

Diagramme d'une piste ABC. La partie AB est un quart de cercle de rayon r, avec A en haut et B en bas. La partie BC est une ligne droite horizontale. Un mobile M est représenté sur la partie curviligne AB, repéré par un angle θ par rapport à la verticale passant par le centre du cercle. Le mouvement est dans le plan vertical.

Par application de la deuxième loi de newton au mobile M en mouvement par rapport au repère fixe cartésien d'origine O et en projetant l'équation vectorielle obtenue dans la base de Frenet, déterminer la force de réaction

F_{piste-sur-mobile}

de la piste sur le mobile en M et en déduire celle en B. La valeur de cette force de réaction en B vaut : Cocher la bonne réponse.

F_{piste-B} = 4, 5 N

F_{piste-B} = 5, 5 N

F_{piste-B} = 5, 1 N

F_{piste-B} = 6, 0 N