CC1 2022 2023
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Page 1 : CorrectionCC1Panorama sur la Physique11 Octobre 2022 — PréIng1Durée : 45 minutes 1h en cas de tiers tempsSont interdits :— les documents ;— tous les objets électroniques calculatrice, téléphone, tablette, ordinateur...de même que les montres connectées ;— les déplacements et les échanges.Consignes :1. Vérifiez que le sujet est composé de 9 pages et 21 questions ;2. Seule la dernière feuille doit être rendue ;3. Remplir complètement au stylo noir la case correspondant à la bonne ré-ponse ;4. Complétez avec vos nom, prénom et groupe cette dernière feuille dès le débutofficiel de l’épreuve ;5. Chaque question ne comporte qu’une seule réponse sauf si il y a une icône♣et qu’il est précisé qu’il y a plusieurs réponses possibles ;6. Il n’y a pas de point négatif pour une mauvaise réponse ;7. Une case simplement cochée ne sera pas comptabilisée.Le barème est donné à titre indicatif.
Page 2 : CorrectionQuestions de cours 4 pointsQuestion 11 pointLaquelle de ces unités est une unité de base du système international S.I. ?A g grammeB m mètreC Pa PascalD J JouleE Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 20.5 pointLaquelle de ces unités est une unité de base du système international ?A kg kilogrammeB V VoltC C CoulombD g grammeE Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 31 pointL’accélération de pesanteur g a pour dimension :A rgs “ L T2B rgs “ L T1C rgs “ M L T2D rgs “ M L T1E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 4 ♣1 pointLes unités S.I. d’une énergie sont plusieurs réponses possibles :A m s1B JC kg m2 s2D m2 s2E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 50.5 pointUn angle est une grandeurA avec une dimension mais sans unité.B sans unité donc sans dimension.C sans dimension mais avec une unité.D sans dimension et donc sans unité.E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 3 : CorrectionAstérosismologie 3 pointsL’observation continue de milliers d’étoiles avec une très grande précision permetde faire de nombreuses études en astrophysique. L’une d’entre elles est l’étude desoscillations de la surface des étoiles des "tremblements d’étoiles" qui se manifestentpar de petites variations périodiques de la luminosité des étoiles.Ces observations peuvent être utilisées pour étudier la structure interne des étoiles,un peu comme les tremblements de terre sont utilisés pour étudier la structure dela croûte terrestre. On modèlise alors une étoile par une sphère.Nous allons faire ici les premiers pas de ce travail en cherchant une relation entrela fréquence f des oscillations observées et les propriétés de l’étoile par analysedimensionnelle. On utilise les grandeurs caractéristiques suivantes :— G la constante universelle de gravitation ;— R le rayon de l’étoile ;— ρ la masse volumique de l’étoile.Question 61 pointÀ partir de l’expression de la force d’interaction gravitationnelle entre deux corpsqui fait apparaître la grandeur G, on déduit que G a pour dimension :A rGs “ M L3 T2B rGs “ M1 L3 T2C rGs “ M1 L3 T2D rGs “ M1 L2 T2E Aucune de ces réponses n’est correcte.On veut trouver une loi à une constante multiplicative k près, sans dimensiondonnant la fréquence f des oscillations de l’étoile en fonction des grandeurs carac-téristiques sous la forme :f “ kGαRβργOn cherche donc la valeur des exposants α, β et γ.Question 71 pointPar analyse dimensionnelle, on peut trouver les équations suivantes :A 2α “ 1, α γ “ 0, 3α β 3γ “ 0B 2α “ 1, α γ “ 0, 3α β 3γ “ 0C 2α “ 1, α β “ 0, 3α 3β γ “ 0D 2α “ 1, α β “ 0, 3α 3β γ “ 0E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 4 : CorrectionQuestion 81 pointEn resolvant les équations précédentes, on trouve les valeurs suivantes :A α “ 12, β “ 12 et γ “ 0B α “ 12, β “ 0 et γ “ 12C α “ 12, β “ 12 et γ “ 0D α “ 12, β “ 0 et γ “ 12E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.
Page 5 : CorrectionPoussée d’Archimède 3 pointsLa poussée d’Archimède PA est une force qui est fonction du volume du corps im-mergé V , de la masse volumique ρ du fluide et de l’accélération de pesanteur g.On exprimera cette force PA sous la forme :PA “ CV αρβgγavec C une constante sans dimension.Question 91 pointLa dimension de ρ est donnée par :A rρs “ M L2B rρs “ M L3C rρs “ M L3D rρs “ M LE Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 101 pointLa grandeur g a pour dimension :A rgs “ L T1B rgs “ M L T2C rgs “ M L T1D rgs “ L T2E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 111 pointÀ l’aide d’une analyse dimensionnelle, on trouve que les exposants valent :A α “ 1, β “ 1, γ “ 1B α “ 53, β “ 1, γ “ 1C α “ 1, β “ 0, γ “ 1D α “ 3, β “ 1, γ “ 1E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 6 : CorrectionUnités et dimensions 7 pointsLa loi de Coulomb énonce qu’une charge q1 exerce une force ÝÑF sur la charge q2 dela forme :ÝÑF “14πε0q1q2r2ÝÑu 1Ñ2,avec r la distance entre les deux charges et ÝÑu 1Ñ2 un vecteur unitaire orienté de lacharge q1 vers q2. On cherche à trouver les dimension et unité de la constante ε0permittivité du vide.Question 121 pointLa force F a pour dimension :A rFs “ M L T2B rFs “ L T1C rFs “ M L T1D rFs “ L T2E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 131 pointLa charge q1 ou q2 a pour dimension :A rq1s “ I T1B rq1s “ T I1C rq1s “ I1 T1D rq1s “ I TE Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 141 pointLa constante ε0 a alors pour dimension :A rε0s “ M1 L3 T4 I2B rε0s “ M1 L3 T4 I2C rε0s “ M1 L3 T3 I2D rε0s “ L3 T3 I2E Aucune de ces réponses n’est correcte.Question 151 pointL’unité de base de la constante ε0 est donc :A kg1 m3 s3 A2B m3 m3 A2C kg1 m3 s4 A2D kg1 m3 s4 A2E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 7 : CorrectionQuestion 161 pointOn trouve la dimension du champ électrique ÝÑE car on sait que la force exercée parce champ sur une charge q est de la forme ÝÑF “ q ÝÑE.Cette dimension vaut alors :A rEs “ M L T2 I1B rEs “ M L T3 IC rEs “ M L T2 ID rEs “ M L T3 I1E Aucune de ces réponses n’est correcte.La conductivité électrique γ en un point d’un conducteur vérifie «la forme locale dela loi d’Ohm» :ÝÑj “ γÝÑEavec le vecteur densité du courant ÝÑj . Celui-ci s’exprime aussi en fonction de ladensité volumique de charges mobiles ρ et de la vitesse ÝÑv d’une charge, par larelation :ÝÑj “ ρÝÑvQuestion 171 pointLa densité volumique de charges mobiles ρ a pour dimension :A rρs “ L3 T1 I1B rρs “ L3 T I1C rρs “ L3 T ID rρs “ L3 T1 IE Aucune de ces réponses n’est correcte.Question 181 pointLa conductivité électrique γ a alors pour dimension :A rγs “ L3 M1 T3 I2B rγs “ L3 M T3 I2C rγs “ L3 M1 T3 I2D rγs “ L3 M1 T3 I2E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 8 : CorrectionGaz parfaits 3 pointsUn gaz constitué de N particules exerce une pression P sur les parois du récipientqui le contient.En thermodynamique, on utilise la loi des gaz parfaits qui relie les quatre va-riables suivantes :— la pression P,— le volume V du récipient,— la température T,— le nombre de particules N de gaz.On exprime cette loi sous la forme : PV “ NkBT.Question 191 pointDans cette formule, on sait que N a pour dimension :A rNs “ L T1B rNs “ TC rNs “ 1D rNs “ L3E Aucune de ces réponses n’est cor-recte.Question 201 pointLa pression P est une force par unité de surface donc a pour dimension :A rPs “ M L1 T2B rPs “ M L1 T2C rPs “ M L1 T2D rPs “ M L1 T2E Aucune de ces réponses n’est correcte.Question 211 pointAlors, on peut en déduire que la constante de Boltzmann kB a pour dimension :A rkBs “ M L2 T2 Θ1B rkBs “ M L2 T2 ΘC rkBs “ M L2 T2 ΘD rkBs “ M L2 T2 Θ1E Aucune de ces réponses n’est correcte.
Page 9 : CorrectionNom et prénom :. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Groupe :Les réponses ne doivent être apportées que sur cette feuille.La copie ne sera corrigée que si :— elle comporte vos nom, prénom et groupe ;— les cases sont complètement coloriées avec un stylo noir ;— la feuille réponse ne comporte pas de ratures.Question 1 :ABCDEQuestion 2 :ABCDEQuestion 3 :ABCDEQuestion 4 :ABCDEQuestion 5 :ABCDEQuestion 6 :ABCDEQuestion 7 :ABCDEQuestion 8 :ABCDEQuestion 9 :ABCDEQuestion 10 :ABCDEQuestion 11 :ABCDEQuestion 12 :ABCDEQuestion 13 :ABCDEQuestion 14 :ABCDEQuestion 15 :ABCDEQuestion 16 :ABCDEQuestion 17 :ABCDEQuestion 18 :ABCDEQuestion 19 :ABCDEQuestion 20 :ABCDEQuestion 21 :ABCDE
