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 27 (position 7 of 15)

Exercice 3: Un biologiste veut mesurer le diamètre d'un fil d'araignée. Pour ce faire , il le dispose dans le faisceau d'un Laser He-Ne de longueur d'onde $λ = 628 nm$ et observe l'image de diffraction sur un écran placé à la distance $D = 1 m$ .( voir figure )
Sachant que la largeur angulaire de la tache de diffraction est donnée par $α = \frac{λ}{r}$ où $r$ est le rayon du fil d'araignée , et que le biologiste mesure une tâche de largeur $d = 1, 4 cm$ sur l'écran ; on peut déterminer le diamètre du fil d'araignée.

Q27: Il est plus proche de :

0, 05 mm

0, 15 mm

0, 10 mm

0, 20 mm