CC2 2023 2024
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Page 1 : y+1/1/60+yMécanique du point matérielPI1-MI/GC — CC2 — 2023/2024Durée : 1h30’ 2h en cas de tiers-tempsSont interdits :— les documents ;— tous les objets électroniques calculatrice, téléphone, tablette, ordinateur... de même que lesmontres connectées ;— les déplacements et les échanges.Consignes :Seules les dernières feuilles doivent être rendues :1. la feuille-réponse du QCM :a y indiquer vos nom, prénom et groupe dès le début officiel de l’épreuve ;b remplir complètement au stylo noir la case correspondant à la bonne réponseune case simplement cochée ne sera pas comptabilisée ;c chaque question ne comporte qu’une seule réponse correcte ;d il n’y a pas de point négatif pour une réponse incorrecte ;2. le cas échéant, les feuilles de réponses aux questions ouvertes icône ♣.Le cas échéant, vos réponses doivent être justifiées.Une attention particulière sera portée à la qualité et au soin de la rédaction.Vérifier que ce document comporte 8 pages et 16 questions.Le barème est donné à titre indicatif et est susceptible d’être modifié.yy
Page 2 : y+1/2/59+yConsidérations générales 4 pointsQuestion 1 ♣1 pointÉnoncer le théorème de l’énergie cinétique.Question 21 pointLa dimension physique d’une puissance est :A M L2 T1B M L2 T3C M L2 T3D Aucune des réponses précédentes n’est correcte.Question 31 pointLe travail élémentaire δW d’une force »F sur un déplacement d »OM est égal à :A»F ^ d »OMB»F ¨ d »OMC»F d »OMD Aucune des réponses précédentes n’est correcte.Question 41 pointLe travail WAÑB d’une force conservative »F entre deux points A et B est tel que :A WAÑB “ 0@ A et BB WAÑB “ WBÑAC WAÑB “ WBÑAD Aucune des réponses précédentes n’est correcte.yy
Page 3 : y+1/3/58+yPoussée d’Archimède 5 pointsDans le référentiel terrestre RT , approximé galiléen, on considère la situation suivante :un ressort de raideur k et longueur à vide ℓ0 est attaché verticalement en un point H immobile.À l’autre extrémité est attaché un objet de masse m et volume V , de centre d’inertie M.L’ensemble est plongé dans le champ de pesanteur terrestre »g , de norme g.Dans un premier temps, on néglige la poussée d’Archimède due à l’air.Dans la situation 1 à gauche ci-dessous, la longueur du ressort à l’équilibre est ℓ1.Dans la situation 2 à droite ci-dessous, l’objet est immergé dans un fluide de masse volumique ρ etla longueur du ressort à l’équilibre est ℓ2.M⃗gHℓ2MHℓ1Question 51 pointDans la situation 1, on a :A k ℓ1 mg “ 0B kpℓ1 ℓ0q mg “ 0C kpℓ1 ℓ0q mg “ 0D Aucune des réponses précédentes n’est cor-recte.Question 61 pointDans la situation 2, on a :A kpℓ2 ℓ0q mg “ 0B kpℓ2 ℓ0q pm ρV qg “ 0C kpℓ2 ℓ0q pm ρV qg “ 0D Aucune des réponses précédentes n’est cor-recte.Question 71 pointOn déduit des questions précédentes que ρ est égale à :AV gkpℓ1 ℓ2qBkpℓ1 ℓ2qV gCk ℓ0V gD Aucune des réponses précédentes n’est cor-recte.Dans les deux questions suivantes, on ne néglige plus la poussée d’Archimède due à l’air sur l’objet.Question 81 pointDans ce cas, ℓ1 :A est inchangéeB augmenteC diminueD Aucune des réponses précédentes n’est cor-recte.Question 91 pointDans ce cas, ℓ2 :A diminueB est inchangéeC augmenteD Aucune des réponses précédentes n’est cor-recte.yy
Page 4 : y+1/4/57+yOscilloscope 9 pointsUn oscilloscope analogique permet de mesurer et visualiser une tension électrique grâce à la déviationd’un faisceau d’électrons. Dans cet exercice on se propose d’en étudier le principe.Dans le référentiel terrestre RT , approximé galiléen, on considère la situation suivante fig. ci-dessous :un champ électrique uniforme et constant »E “ E »u y règne entre deux armatures parallèles0 ď x ď D et d2 ď y ď d2. Le champ est nul en dehors de cette zone.Un électron de masse m et charge q arrive à t0 en O origine du repère, avec une vitesse»v 0 “ v0 »u xpv0 ą 0q.L’électron sort de la zone entre les armatures à t1, puis percute un écran fluorescent à t2.On néglige toute force autre que l’interaction électrostatique.Les résultats sont à exprimer en fonction des données de l’énoncé.⃗EyxDLOdécranMouvement de l’électron entre les armatures t0 ď t ď t1.Question 10 ♣0.5 pointExprimer la force électrostatique »F e ressentie par l’électron.Aide : analogie électrostatique Ø gravitation : tq ; »Eu Ø tm ; »GuQuestion 11 ♣3.5 pointsDéterminer les équations horaires du mouvement de l’électron.Question 12 ♣0.5 pointEn déduire que l’équation de sa trajectoire s’écrit : y “q E2 m v20x2Question 13 ♣2 pointsDéterminer les vecteurs position et vitesse de l’électron à t1.Mouvement de l’électron après les armatures t1 ď t ď t2.Question 14 ♣1 pointQuelle est la nature du mouvement de l’électron ?Question 15 ♣0.5 pointEn déduire que l’angle α entre l’axe x et la trajectoire de l’électron est tel que : tanpαq “ q E Dm v20Question 16 ♣1 pointEn déduire ypt2q, ordonnée du point d’impact de l’électron sur l’écran.yy
Page 5 : y+1/5/56+yMécanique du point matériel - PI1-MI/GC - CC2 - 2023/2024NOM : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Groupe : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .codage du n˝étudiantcolorier complètement les cases01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789sens de remplissageyy
Page 6 : y+1/6/55+yLes 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.Question2ABCDQuestion3ABCDQuestion4ABCDQuestion5ABCDQuestion6ABCDQuestion7ABCDQuestion8ABCDQuestion9ABCDQuestion1TEC .5 .5 Réservé à l’enseignanteyy
Page 7 : y+1/7/54+yQuestion 10»F e .5 Réservé à l’enseignanteQuestion 11Équations horaires .512 Réservé à l’enseignanteQuestion 12Équation trajectoire .5 Réservé à l’enseignanteyy
Page 8 : y+1/8/53+yQuestion 13 »OM et »v à t1 .5 .51 Réservé à l’enseignanteQuestion 14Nature mouvement .5 .5 Réservé à l’enseignanteQuestion 15α .5 Réservé à l’enseignanteQuestion 16ypt2q .5 .5 Réservé à l’enseignanteyy
