ENAC Physique QCM MPSI 2015

Une masselotte (masse ), accrochée à extrémité d'un ressort de raideur et de longurar a vide , évolue sans frottement le long d'un axe matériel horizontal d'un référentiel terrestre; la réaction du support est donc normale à . On désigne par ex le vecteur unitaire selon . L'autre extrémité du ressort est contrainte à un déplacement sinusoidal: (Fig. 1). La masselotte est aussi soumise à une force de frottement visqueux de Stokes , où .

Quelles sont les expressions et les valeurs de et ?
(A) avec
B) arec
C) avec
D) avec
9. On cherche une solution complexe de la forme avec . Comment s'écrit en fonction de la pulsation réduite et du facteur ?
A)
B)
C)
D)
10. On appelle impédance mécanique de l'oscillateur le rapport entre l'amplitude complexe de la force dexcitation et de l'amplitude complexe de la vitesse . Déterminer .
(A)
C)
D)
11. La résonance correspond au passage par un maximum de l'admitiance mécanique . Pour quelle valeur de a-t-on résonance? Que vaut le maximum de ?
A)
B) .s
C)
D)
12. À la résonance, que peut-on dire du déphasage de la vitesse et de la force dexcitation?
A) La vitesse et la force d'excitation sont en opposition de phase.
B) La vitesse et la force d'excitation sont en quadrature de phase.
C) La vitesse et la force d'excitation sont en phase.
D) La vitesse présente un retard de phase par rapport à la force d'excitation.

On introduit une bille de plomb, de masse et de température , dans deux décilitres d'eau à température . L'ensemble {bille-eau} forme un système isolé.
On donne les capacités thermiques massiques de l'eau et du plomb, respectivement et . On admet qu'elles sont, pour l'exercice, indépendantes de la température.
13. Déterminer puis calculer (à d'erreur relative près) la température finale d'équilibre. Dans les expressions proposées, est la masse d'eau.
A)
B)
C)
D)
14. Signaler les affirmations fausses.
A) L'entropie est une grandeur extensive qui se mesure, dans le systeme international des unités, en joule par kelvin.
B) L'entropie n'est pas une fonction d'état.
C) Le deuxième principe de la thermodynamique est un principe qui ne permet pas de connaitre le sens d'évolution des phénomènes physiques.
D) L'entropie reçue par un système dépend de la chaleur qu'il reçoit.
15. Exprimer la chaleur reçue par la bille seule au cours de la transformation qui l'amène de la température à la température .
A)
(B)
C)
D)
16. Exprimer la chaleur reçue par l'eau seule au cours de la transformation qui l'amène de la temperature à la température .
A)
B)
C)
D)
17. Entre l'état initial du système formé par la bille (température ) et l'eau (température ) et l'état final du système {bille -eau} de température , on note et la variation d'entropie de la bille seule et de l'eau seule respectivement, Comment s'écrit la variation d'entropie du systeme {bille-eau}?
A)
c)
B)
D)
18. Que valent l'entropie reçue par le systeme {bille-eau} et l'entropie créée lors de cette transformation (introduction de la bille dans l'eau)?
Pour information, on donne et .
A)
B)
C)
D)
19. Un rayon lumineux atteint une goutte d'eau sphérique sous l'angle dincidence et pénètre sous 1'angle de refraction désiguant la normale au dioptre air-eau au point d'incidence du rayon sur la goutte (Fig. 2). Les vecteurs et gont, respectivement, les vecteurs unitaires des droites supports des rayons incident et réfracté. On note l'indice de réfraction de l'eau et ( ) celui du milieu ambiant qu'est 1 air.

Quelle est la relation entre les angles et ?
A)
B)
C)
(D)
20. Exprimer, en fonction des angles et , la déviation angulaire subte par un rayon qui émerge de la goutte après une seule réflexion interne.
A)
B)
C)
D)
21. Exprimer, en fonction des angles et , la déviation angulaire subie par un rayon qui émerge de la goutte après deux réflexions internes.
A)
B)
C)
D)
22. Dans le cas de ( entier naturel) réflexions internes, l'expression de l'angle d'incidence pour lequel la deviation présente un minimum par rapport à est:

Quelle est la valeur de ?
A)
B)
C)
D)
23. On admet que l'indice de réfraction de l'eau dépend de la fréquence de la lumière incidente selon la lot suivante: et étant deux constantes. Quelles sont les affirmations exactes?
A) L'angle augmente si augmente.
(B) L'angle diminue si augmente.
C) L'angle ne varie pas en fonction de .
D) On ne peut rien dire a priori
24. Comment varie l'angle de déviation pour les longueurs d'onde du rayonnement visible polychromatique?
A) Du violet au rouge, augmente.
B) Du violet au rouge, diminue.
C) Du violet au rouge, ne varie pas.
D) On ne peut rien dire a priori.

On excite une corde de Melde (longueur , masse linéque , tension ) fixée à ses deux extrémités (Fig. 3). On admettra que les déplacements de l'extrémité attachée au vibreur sont suffisamment faibles pour la supposer fixe.

Dans le canon d'un microscope électronique à haute tension d'accélération . des électrons sont émis, sans vitesse, par une cathode portée au potentiel négatif - par rapport à lanode au potentiel nul (Fig. 4). Dans cette exercice, on note la charge élémentaire, la masse de lélectron, la constante d'Einstein, J.s la constante de Planck et .