CC1 2024 2025
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Page 1 : PROJET1:1CC1Panorama sur la Physique17 Octobre 2024 — PréIng1Durée : 45 minutes 1h en cas de tiers tempsSont interdits :— les documents ;— tous les objets électroniques calculatrice, téléphone, tablette, ordinateur... de mêmeque les montres connectées ;— les déplacements et les échanges.Consignes généralesSeules les dernières feuilles doivent être rendues :1. la feuille-réponse du QCM :a y indiquer vos nom et prénom dès le début officiel de l’épreuve ;b complètement noircir la case correspondant à une bonne réponse une simple croixne sera pas comptabilisée ;c il n’y a pas de point négatif pour une réponse incorrecte ;d chaque question ne comporte qu’une seule réponse, sauf si il y a une icône ♣alorsil y a plusieurs réponses possibles ;2. les feuilles de réponses aux questions ouvertes.Vérifier que ce document comporte 14 pages et 20 questions.Les réponses aux questions ouvertes doivent être justifiées. Une attention particulière sera portéeà la rigueur, à la qualité et au soin de la rédaction.Le barème est donné à titre indicatif.Pour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 2 : PROJET1:2Questions de cours 4 pointsQuestion 11 pointÀ l’équilibre thermodynamique, à la température T, l’énergie cinétique moyenne totale E d’uneparticule de gaz parfait monoatomique est donnée par :E “ 32kBTDonc, la constante de Boltzmann kB a pour dimension :A rkBs “ M ¨ L ¨ T1 ¨ ΘB rkBs “ M2 ¨ L ¨ T2CrkBs “ M ¨ L2 ¨ T3D rkBs “ M2 ¨ L2 ¨ T2 ¨ ΘErkBs “ M ¨ L2 ¨ T2 ¨ Θ1FAucune des réponses précédentes n’est correcteQuestion 20.5 point Une énergie E a pour dimension :A rEs “ M2 ¨ L2 ¨ T2B rEs “ M ¨ L1 ¨ T1CrEs “ 1D rEs “ M ¨ L2 ¨ T2ErEs “ M ¨ L ¨ TFAucune des réponses précédentes n’est correcteQuestion 3 ♣0.5 point Les unités SI de l’intensité du courant électrique sont :A C2 s2B ACVD C s1EC sQuestion 40.5 point Un angle est une grandeurA sans unité donc sans dimension.B sans dimension mais avec une unité.Csans dimension et donc sans unité.D avec une dimension mais sans unité.EAucune des réponses précédentes n’est correctePour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 3 : PROJET1:3Question 5 ♣0.5 point Laquelle de ces unités est une unité de base du système inter-national ?A N newtonB kg kilogrammeCg grammeD s secondeEPa pascalFJ jouleQuestion 60.5 point Albert Einstein a eu le Prix Nobel en 1921 pourA son explication de l’effet photoélec-trique.B sa théorie de la gravitation.Csa théorie de la relativité restreinte.D sa théorie du mouvement brownienEses recherches sur la capillarité.FAucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 70.5 point Les Philosophiæ naturalis principia mathematica de Isaac Newtonont été traduits en français par :A Amalie Emmy NoetherB Albert EinsteinCFrançois-Marie Arouet dit VoltaireD Émilie du ChâteletEJohann Samuel KœnigFAucune des réponses précédentes n’estcorrectePour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 4 : PROJET1:4Trouver une formule possible 3 pointsOn cherche les dimensions des coefficients représentés par les lettres majuscules K et B dansl’équation suivante :a “ˆ12Kv2 KBx p˙où x est une position, v une vitesse,et p une pression.Question 80.5 pointSachant que la pression p est une force par unité de surface, sa dimension est donc :A rps “ L2 ¨ T1B rps “ M ¨ L1 ¨ T2Crps “ M1 ¨ L2 ¨ T2D rps “ L ¨ T1Erps “ L1 ¨ T2FAucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 90.5 pointLa dimension de a est :A ras “ L2 ¨ T1B ras “ L ¨ T1Cras “ M ¨ L ¨ T1D ras “ L1 ¨ T2Eras “ M ¨ L1 ¨ T2FAucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 100.5 pointAlors, la grandeur K a alors pour dimension :A rKs “ M ¨ LB rKs “ L3 ¨ T4CrKs “ M ¨ L3 ¨ T4D rKs “ L3 ¨ T2ErKs “ M ¨ L3FAucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 110.5 pointDonc, la grandeur B a pour dimension :A rBs “ L ¨ T2B rBs “ M ¨ L3 ¨ T2CrBs “ M1 ¨ L1D rBs “ M2 ¨ L5 ¨ T1ErBs “ M2 ¨ T2FAucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 121 pointDétailler les calculs pour trouver la dimension de B, pour que la formule soit dimensionnelle-ment correcte.Répondez sur la feuille correspondante, à la fin du sujet.Pour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 5 : PROJET1:5Mécanique des fluides 4 pointsDans un fluide, une bille de rayon r animée d’une vitesse ÝÑv est soumise à une force de frottementdonnée par :ÝÑF “ 6πηrÝÑvoù η est la viscosité du fluide.Question 131 pointLa constante η a alors pour dimension :A rηs “ M1 ¨ L1 ¨ T2B rηs “ M1 ¨ L1 ¨ T1Crηs “ M2 ¨ L1 ¨ T1D rηs “ M ¨ L ¨ TErηs “ M ¨ L ¨ T1Frηs “ M ¨ L1 ¨ T1G rηs “ M2 ¨ L1 ¨ T2H Aucune des réponses précédentes n’est correcteSi ρ désigne la masse volumique du fluide, on cherche une combinaison simple qui soit sansdimension pour trouver une formule pour le nombre de Reynolds Re. Ce nombre de ReynoldsRe permet de caractériser le régime d’écoulement d’un fluide laminaire ou turbulent.On suppose alors que Re peut s’écrire sous la forme :Re “ Cραvβrγηδavec C une constante sans dimension. On cherche alors la valeur des exposants α, β, γ et δ.Parmi les différents choix possibles, on prendra α “ 1.Question 141 pointLa dimension de ρ est :A rρs “ M1 ¨ L3B rρs “ M2 ¨ LCrρs “ M ¨ L2D rρs “ M2 ¨ L2Erρs “ M ¨ L1Frρs “ M ¨ L3G rρs “ M ¨ LH Aucune des réponses précédentes n’est correctePour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 6 : PROJET1:6Question 151 pointPar analyse dimensionnelle, on peut trouver les équations suivantes :A α “ 1 ;1 δ “ 0 ;3 β γ δ “ 0 ;β δ “ 0B α “ 1 ;1 δ “ 0 ;3 β γ δ “ 0 ;β δ “ 0Cα “ 1 ;1 δ “ 0 ;3 β γ δ “ 0 ;β δ “ 0D α “ 1 ;1 δ “ 0 ;3 β γ δ “ 0 ;β δ “ 0EAucune des réponses précédentes n’est correcteQuestion 161 pointEn résolvant le système d’équations précédent, on trouve les valeurs suivantes :A α “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1B α “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1Cα “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1D α “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1Eα “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1Fα “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1G α “ 1, β “ 1, γ “ 1 et δ “ 1H Aucune des réponses précédentes n’est correctePour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 7 : PROJET1:7Vibrations d’une goutte d’eau 4 pointsLa fréquence de vibration d’une goutte d’eau dans un nuage dépend de plusieurs paramètres, eten particulier de la tension de surface, qui tend à ramener la goutte vers une forme sphérique.Lorsque la goutte est submillimétrique, les forces de gravité peuvent être négligées devant lesforces de tension de surface. Par conséquent, les paramètres identifiés comme intervenant dansl’expression de la fréquence de vibration fvib sont les suivants :— la tension de surface γ, qui a la dimension d’une force par unité de longueur,— le rayon R de la goutte,— la masse volumique ρ de l’eau.On suppose alors que fvib peut s’écrire sous la forme :fvib “ kRaρbγcavec k une constante sans dimension. On cherche alors les valeurs des exposants a, b et c paranalyse dimensionnelle.Question 171 pointLa tension de surface γ a donc pour dimension :A rγs “ M ¨ L ¨ T2B rγs “ M ¨ L ¨ T1Crγs “ M ¨ L2 ¨ T1D rγs “ M ¨ T1Erγs “ M ¨ T2Frγs “ M ¨ T2G Aucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 181 pointÀ l’aide d’une analyse dimensionnelle, on trouve que les exposants a, b et c valent :A a “ 12, b “ 12, c “ 12B a “ 32, b “ 12, c “ 12Ca “ 1, b “ 1, c “ 1D a “ 3, b “ 1, c “ 1Ea “ 32, b “ 12, c “ 12Fa “ 1, b “ 1, c “ 1G Aucune des réponses précédentes n’estcorrecteQuestion 191 pointDétailler les calculs qui vous ont permis d’obtenir la dimension de la tension de surface γ.Répondez sur la feuille correspondante, à la fin du sujet.Question 201 pointDétailler les calculs qui vous ont permis d’obtenir les exposants a et b et c, en donnant lesystème d’équation et sa résolution.Répondez sur la feuille correspondante, à la fin du sujet.Pour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.
Page 8 : PROJET
Page 9 : PROJETy+1/9/52+yPanorama sur la Physique - PréIng1 - CC1 - 2024/2025NOM : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .no Groupe : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Nom du chargé de TD : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .codage du no étudiant horizontalementdans le sens de lecturePremier chiffre du no étudiantDernier chiffre du no étudiant01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789sens de remplissagedu no étudiantyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
Page 10 : PROJETy+1/10/51+yRéponses au QCMLes réponses au QCM 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.Question1ABCDEFQuestion2ABCDEFQuestion3ABCDEQuestion4ABCDEQuestion5ABCDEFQuestion6ABCDEFQuestion7ABCDEFQuestion8ABCDEFQuestion9ABCDEFQuestion 10ABCDEFQuestion 11ABCDEFQuestion 13ABCDEFGHQuestion 14ABCDEFGHQuestion 15ABCDEQuestion 16ABCDEFGHQuestion 17ABCDEFGQuestion 18ABCDEFGyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
Page 11 : PROJETy+1/11/50+yQuestion 12Formule : dimension de B.5.5 Réservé à l’enseignantyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
Page 12 : PROJETy+1/12/49+yQuestion 19Goutte d’eau : dimension de γ.5.5 Réservé à l’enseignantyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
Page 13 : PROJETy+1/13/48+yQuestion 20Goutte d’eau : exposants a et b.5.5 Réservé à l’enseignantyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
Page 14 : PROJETy+1/14/47+yFeuille supplémentaire - indiquer le numéro de la question rédigéeyPour votre examen, imprimez de préférence les documents com-pilés à l’aide de auto-multiple-choice.y
