Exercice 1: On étudie la trajectoire du centre d'inertie d'un ballon de basket-ball de diamètre 25 cm , lancé par un joueur. On ne tiendra compte ni de la résistance de l'air ni de la rotation éventuelle du ballon. Le lancer est effectué vers le haut ; on lâche le ballon lorsque son centre d'inertie est en A. Sa vitesse initiale est représentée par un vecteur $\vec{v}_0$ situé dans le plan vertical $(O, \vec{i}, \vec{j})$ et faisant un angle $\alpha=45^\circ$ avec l'horizontal $(Ox)$. (voir figure) on prendra l'accélération de la pesanteur terrestre $g_0=10 \text{ m.s}^{-2}$ , $h_A = 2,05 \text{ m}$ , $h_C=3,05 \text{ m}$ , $d'=3 \text{ m}$ et $d=6 \text{ m}$ Q21: La vitesse initiale que doit acquérir le ballon tout en conservant le même angle de lancement, afin que son centre d'inertie passe exactement au centre du cercle du panier de centre C vaut: Cocher la bonne réponse.

$v_0=5\sqrt{2} \text{ m.s}^{-1}$

$v_0=6\sqrt{2} \text{ m.s}^{-1}$

$v_0=7\sqrt{2} \text{ m.s}^{-1}$

$v_0=8\sqrt{2} \text{ m.s}^{-1}$

Exercice 2: Un mobile M de masse $m = 150 \text{ g}$ , supposé ponctuel , peut glisser le long d'une piste ABC dont la forme est donnée par la figure ci-après ; Le mouvement a lieu dans un plan vertical. I) la partie curviligne est un quart de cercle de rayon $r = 1 \text{ m}$ , parfaitement lisse de telle sorte que les forces de frottement y sont négligeables . Le mobile M est lancé en A avec une vitesse $v_A = 2 \text{ m.s}^{-1}$ verticale et dirigée vers le bas. Il est repéré à l'instant t par l'angle $\theta$ Q24: La vitesse du mobile M en B vaut:

$v_B = \sqrt{6} \text{ m.s}^{-1}$

$v_B = 2\sqrt{6} \text{ m.s}^{-1}$

$v_B = 3\sqrt{6} \text{ m.s}^{-1}$

$v_B = 5\sqrt{6} \text{ m.s}^{-1}$

Q25: 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 $\vec{F}_{piste \rightarrow mobile}$ de la piste sur le mobile en M et en déduire celle en B. La valeur de cette force de réaction en B vaut :

$F_{piste \rightarrow B} = 4,5 \text{ N}$

$F_{piste \rightarrow B} = 5,5 \text{ N}$

$F_{piste \rightarrow B} = 5,1 \text{ N}$

$F_{piste \rightarrow B} = 6,0 \text{ N}$

Q28: Cocher la bonne réponse

Les ondes lumineuses et les ondes sonores se propagent dans le vide.

La diffraction et les interférences ne mettent pas en évidence la nature ondulatoire de la lumière.

La fréquence d'une onde lumineuse monochromatique dépend du milieu de propagation.

La longueur d'onde des ondes lumineuses dépend du milieu de propagation.

Exercice 4: Un laser He-Ne de puissance $P = 2 \text{ mW}$ émet un faisceau de lumière monochromatique de longueur d'onde $\lambda_0 = 630 \text{ nm}$ Données : La constante de Planck est $h = 6,62 \cdot 10^{-34} \text{ J.s}$ et la vitesse de la lumière dans le vide est : $c = 3 \cdot 10^8 \text{ m.s}^{-1}$ Q29: Le nombre de photons transportés par ce faisceau en une seconde est plus proche de :

0,6 millions de milliard de photons par seconde

6 millions de milliard de photons par seconde

60 millions de milliard de photons par seconde

600 millions de milliard de photons par seconde

ENSA Physique 2018 - Question 32 (position 12 of 15)

Exercice 6: Le sonar permet de déterminer la profondeur des fonds marins (un lac ou un océan), il est constitué d'un émetteur et d'un récepteur. Le sonar étudié est fixé sur le fond d'un bateau.
Le sonar émet des sons qui se réfléchissent sur le fond du lac ( on admet qu'il s'agit d'un ventre de vibration) ; un capteur situé au niveau du sonar enregistre alors l'amplitude de l'onde résultante.
Pour la fréquence $f = 1100 Hz$ , le capteur enregistre un maximum ; le maximum suivant est enregistré pour $f^{'} = 1150 Hz$ .

Q32: Sachant que la célérité du son dans l'eau est de

1500 m.s^{- 1}

la profondeur du lac vaut :

A. 10 m

B. 15 m

C. 20 m

D. 30 m