02 - Statique

Question 1

On considère un ballon posé sur le sol. Parmi les propositions suivantes, quelle est la combinaison exacte ?

1. L’air n’exerce aucune force sur le ballon
2. L’air exerce une force verticale de bas en haut proportionnelle au volume du ballon
3. L’air exerce une force verticale de haut en bas proportionnelle au volume du ballon
4. L’air exerce sur le ballon une force que l’on peut négliger par rapport au poids du ballon
5. L’air n’exerce une force sur le ballon que si celui-ci est en mouvement

A. 2-4

B. 3-4

C. 1

D. 5

E. 1-4

Answer 1

A

Question 2

Soit un cube immobile sur un plan incliné. On formule les propositions suivantes :

1. Aucun frottement n’agit sur le cube
2. La réaction du plan sur le cube est perpendiculaire au plan car il y a équilibre
3. Le cube ne glisse pas car la valeur de la réaction est supérieure à celle de poids
4. Si le cube est plus lourd, la valeur des forces de frottement sera plus élevée
5. Si l’angle d’un plan avec l’horizontale augmente de quelques degrés, le sol glissera assurément

Parmi les propositions, combien sont fausses ?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Answer 2

D

Question 3

Un cube de bois de côté a = 8cm flotte dans de l’eau. Le cube émerge d’une hauteur h par rapport à la surface de l’eau. Sachant que ρ_bois = 0,75 g.cm^-3 et ρ_eau = 1,0 g.cm^-3, la hauteur h vaut en cm :

A. 2

B. 6

C. 8

D. 9

E. 10

Pour que le cube soit complètement immergé et affleure la surface de l’eau, il faut exercer sur lui une force vers le bas de :

A. 2,1N

B. 4,3N

C. 0,6N

D. 1,3N

E. 3,7N

Answer 3

A et D

Question 4

Quelles sont les affirmations correctes ?

A. L’interaction gravitationnelle assure la cohésion de la matière à notre échelle

B. L’interaction gravitationnelle assure la cohésion de la matière à l’échelle de l’atome

C. L’interaction gravitationnelle assure la cohésion de la matière à l’échelle de l’Univers

D. En dehors de toute action d’électrisation, la matière est électriquement neutre

E. La force électromagnétique entre un proton et un électron, séparé de 5.10^-11m dans un atome d’hydrogène, est de valeur 90µN environ

Answer 4

C et D

Question 5

1. L’interaction forte qui lie les nucléons d’un noyau est beaucoup plus intense que l’interaction électromagnétique et gravitationnelle
2. L’interaction forte est mise en jeu dans les réactions nucléaires qui produisent l’énergie dans les étoiles et dans les centrales nucléaires
3. Le noyau et les électrons possèdent une masse, néanmoins, ils ne subissent pas d’attraction gravitationnelle
4. Comme le noyau et les électrons portent des charges de signes opposés, ils subissent une attraction électrique
5. L’interaction faible peut être attractive et répulsive

Quelle est la combinaison correcte ?

A. 1-2-4-5

B. Toutes

C. 2-3-4-5

D. 3-4-5

E. 1-2-3

Answer 5

A

Question 6

Quelles sont les affirmations correctes ?

A. La Terre attire les molécules de l’atmosphère

B. Si l’attraction gravitationnelle est insuffisante, les molécules se dissipent dans l’espace, empêchant l’apparition de la vie

C. La Lune n’a pas d’atmosphère parce que son interaction gravitationnelle est trop faible pour la retenir

D. Une manifestation typique de l’interaction gravitationnelle est le mouvement des astres dans l’espace

E. D’immenses nuages de gaz se contractent sous l’effet de la gravitation, ce qui amorce des réactions nucléaires dans le coeur des étoiles

Answer 6

ABCDE

Question 7

Carole monte sur un pèse-personne avec une canne. La canne n’est en contact qu’avec Carole. Le pèse-personne indique 51 kg. Quelles sont les affirmations correctes ?

A. Si Carole appuie avec sa canne sur le pèse-personne, l’indication augmente

B. Si Carole appuie avec sa canne sur le pèse-personne, l’indication diminue

C. Si Carole appuie sur le sol à l’aide de sa canne, l’indication reste identique

D. Si Carole s’appuie sur le plafond à l’aide de sa canne, l’indication augmente

E. Si Carole s’appuie sur le plafond à l’aide de sa canne, l’indication diminue

Answer 7

BD

Question 8

Un ballon de volume 10L est gonflé avec un gaz de masse volumique ρ_gaz = 1 kg.m^-3. La masse de l’enveloppe du mallon est m_env = 2g. La masse volumique de l’air est ρ_air = 1,3 kg.m^-3. Le ballon est lâché dans l’air sans vitesse initiale à 1m au-dessus du sol. Parmi les affirmations suivantes, laquelle est exacte ?

A. Le ballon tombe au sol

B. Le ballon reste en équilibre

C. Le ballon s’envole

D. Le ballon oscille de bas en haut

E. On ne peut prévoir son comportement

Answer 8

C

Question 9

Une bille de masse m = 20g repose sur un plan incliné faisant un angle de 30° avec l’horizontale. Elle comprime un ressort de constante de raideur k = 1,0N/m et de longueur à vide ℓ₀ = 20cm. La longueur du ressot est ℓ = 10cm. Quelles sont les affirmations fausses ?

A. L’action du plan incliné sur la bille vaut 120mN

B. La tension du ressort vaut 100mN

C. L’action du plan incliné sur la bille se fait sans frottement

D. L’action du plan incliné sur la bille se fait avec frottement

E. L’action du plan incliné sur la bille vaut 170mN

Answer 9

AD

Question 10

Un ressort de masse négligeable, de constante de raideur k=8N/m et de longueur à vide L₀=8cm, est fixé à un support horizontal par son extrémité supérieure. On suspend à l’extrémité inférieure de ce ressort une sphère métallique de rayon r=2cm. La longueur du ressort à l’équilibre est L₁=13cm. On immerge ensuite complètement la sphère dans un liquide de densité d inconnue. La longueur du ressort à l’équilibre est L₂=10cm. La densité du liquide est :

A. 0,70

B. 0,72

C. 0,75

D. 0,80

E. 0,85

Answer 10

C

Question 11

Un physicien a déterminé la charge de l’électron avec une expérience sur une goutte d’huile en équilibre entre les deux plaques d’un condensateur plan, séparées de la distance D, où règne une tension électrique U. La force électrique F dans un condensateur plan est telle que F = ¦q¦U /d.

U=1000V, D=1cm, m=3,2.10^-14kg

La goutte d’huile porte une charge q égale à :

A. 2e

B. 10e

C. 20e

D. 32e

E. 8e

Answer 11

C