CC1 2024 2025 GC
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Page 1 : Contrôle : Analyse dimensionnelle et physique avancéeDurée : 45 minutesNiveau : PRE-ING 1Consignes :●Aucun document autorisé.●Répondre clairement et précisément à chaque question.●Vous devez justifier toutes vos réponses pour les parties calculatoires.●Seules les réponses entièrement correctes seront comptabilisées.●Matériel interdit : calculatrice, téléphone, tablette, ordinateur.●Notation stricte : barème indicatif, mais des réponses fausses peuvent invalider uneréponse correcte.Partie 1 : Questions théoriques et culture générale 6 pointsQuestion 1 ♣2 points Choix multiplesParmi les physiciens suivants, lesquels ont joué un rôle déterminant dans le développementdes théories sur les forces fondamentales de la physique ?1.Isaac Newton2.James Clerk Maxwell3.Albert Einstein4.Niels Bohr5.Richard Feynman6.Paul DiracQuestion 2 2 pointsQuelle découverte capitale en physique, faite en 1905 par Albert Einstein, a changé notrecompréhension de la nature de la lumière et des particules, et quel était son impact sur lathéorie classique de la physique ?
Page 2 : Partie 2 : Problèmes d'application 14 pointsExercice 1 : Poussée d'Archimède 4 pointsTrouver par analyse dimensionnelle la formule donnant la poussée d'Archimède P, sachantque cette force dépend du volumedu corps immergé, de la masse volumique ρ du fluide,𝑉et de l'accélération de la pesanteur.𝑔1.Donner les dimensions de V, ρ, et g.2.Trouver la relationet déterminer les exposants α,β,γExercice 2 : Période d'un pendule simple 4 pointsUn pendule simple de longueur l et de masse m oscille sous l'influence de l'accélération dela pesanteur g.1.Montrez, par analyse dimensionnelle, que la période T ne dépend pas de la massem.2.Trouvez une expression de T en fonction de l et g.3.Décrivez pourquoi l'angle θ n'entre pas dans la formule pour des petites oscillationsréférence à l'expérience de Galilée.Exercice 3 : Explosion nucléaire 4 pointsUne explosion nucléaire libère une énergie E, et le rayon du champignon après un temps tdépend de E, t, et de la masse volumique de l'air ρ.1.Utilisez une analyse dimensionnelle pour déterminer une relation entre r, E, t, et ρ.2.Déterminer l'exposant de chaque grandeur dans la relation finale.Exercice 4 : Corde de guitare 2 pointsLa vitesse v d'une onde se propageant sur une corde dépend de la force de tension T, de lalongueur l, et de la masse linéiqueTrouvez, par analyse dimensionnelle, une expression pour v en fonction de T et de μ, etvérifiez si elle est homogène en unités.
Page 3 : Partie 3 : Analyse technique 6 pointsExercice 5 : Champ magnétique 3 pointsLe champ magnétique dans un solénoïde est donné par la relation, avec :●B : champ magnétique en Tesla,●: densité de spires,𝑁/𝑙●: intensité de courant.𝐼1.Trouvez les dimensions de μ0et B.2.Montrez que la relation est homogène en unités.Exercice 6 : Force de Lorentz 3 pointsLa force de Lorentz est donnée par, avec :●F : force magnétique,●q : charge électrique,●v : vitesse,●B : champ magnétique.1.Donnez les dimensions de B en utilisant cette relation.2.Montrez que la formule est homogène en unités.
