CC3 2022 2023
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Page 1 : y+1/1/60+yMécanique du pointPré-Ing 1 — CC3 — 6 juin 2023Durée : 1h30’ 2h 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 :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 ;d il n’y a pas de point négatif pour une mauvaise réponse ;2. le cas échéant, les feuilles de réponses aux questions ouvertes icône ♣.Le barème est donné à titre indicatif et est susceptible d’être modifié.yy
Page 2 : y+1/2/59+yConsidérations générales 5 pointsQuestion 11 pointAu cours du temps, l’énergie totale d’un système isolé :A ne peut qu’augmenterB ne peut que diminuerC est constanteD Aucune des réponses précédentes n’est correcte.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 d’une force conservative sur un chemin fermé est :A nécessairement négatifB nécessairement positifC nulD de signe dépendant du chemin suiviE Aucune des réponses précédentes n’est correcte.Question 41 pointLe travail élémentaire d’une force de frottement visqueux »f “ α »v sur un déplacementélémentaire d »OM parcouru en un intervalle de temps dt peut s’écrire :A α »v 2 dtB α »v dtC α »v 2 dtD Aucune des réponses précédentes n’est correcte.Question 51 pointL’énergie potentielle électrostatique entre deux charges q1 et q2 distantes de r est égale à :A14πϵ0¨ q1 q2r2 constanteB14πϵ0¨ q1 q2r3 constanteC14πϵ0¨ q1 q2r constanteD Aucune des réponses précédentes n’est correcte.yy
Page 3 : y+1/3/58+yTour de force 5 pointsLe 4 avril 1974, le Belge John MASSIS a réussi à mettre en mouvement deux wagons de trainen les tirant avec ses dents à l’aide d’une corde.Nous modélisons cette situation de la façon suivante : dans le référentiel terrestre approximégaliléen, un bloc de masse m les wagons, posé sur un support horizontal les rails, est initia-lement au repos. Une force de traction »F , faisant un angle α avec le support, est exercée surle bloc par le tireur. Le contact bloc/support est caractérisé par le coefficient de frottementstatique µS. On note g la norme du champ de pesanteur.Question 61 pointLa force de traction minimale »F min permettant de mettre le bloc en mouvement est telle que :A »F min“ µS m gsinpαqB »F min“ µS m gcospαqC »F min“ µS m g cospαqD Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.Question 71 pointEn prenant g “ 10 m ¨ s2, m “ 90 tonnes, α “ π6 rad et µS “ 1?3 103, »F minest égale à :A 3 ˆ 102 NB 6 ˆ 102 NC 6 ˆ 101 ND Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.On suppose que la force de traction est constante et strictement supérieure à la valeur minimaledéterminée ci-dessus. Le bloc est mis en mouvement et atteint la vitesse v à une distance d desa position initiale. Au cours de ce mouvement, on néglige tout frottement.Question 81 pointAu cours de ce mouvement, le travail de la force de traction est :A strictement positifB strictement négatifC nulD On ne peut pas conclure.Question 91 pointLa vitesse v est égale à :Ad2 »F d cospαqmBd2 p»F m gq d cospαqmCa2 g d cospαqD Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.Question 101 pointL’angle α qui maximise v à »F fixée est égal à :Aπ2 radBπ4 radCπ6 radD Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.yy
Page 4 : y+1/4/57+yRessort 4 pointsDans le référentiel terrestre approximé galiléen, nous considérons la situation suivante figure 1 :un point matériel M de masse m est attaché à l’extrémité d’un ressort de raideur k, de longueurà vide ℓ0, sur un plan incliné d’un angle α par rapport à l’horizontale. L’extrémité H du ressortest fixe par rapport au plan incliné.À l’instant t0, M est lâché sans vitesse initiale de la position x0, pour laquelle la longueur duressort est ℓ0. On note g la norme du champ de pesanteur et on néglige tout frottement.Figure 1 – Situation à l’instant t0Question 111 pointAu cours du mouvement de M, le travail de la réaction normale du support est :A strictement positifB strictement négatifC nulD On ne peut pas conclure.Question 121 pointL’énergie potentielle élastique d’un ressort de raideur k, de longueur à vide ℓ0 et de longueurℓ, est égale à :A 12 k pℓ ℓ0q2 constanteB12 k pℓ ℓ0q2 constanteC12 k ℓ2 constanteD Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.Question 131 pointAu cours du mouvement de M entre x0 et x quelconque, la variation d’énergie potentielle depesanteur est égale à :A m g px x0q cospαqB m g px x0q sinpαqC m g px0 xq sinpαqD m g x sinpαqE Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.Question 141 pointSoit xmin la position de M correspondant à la compression maximale du ressort. On a :A xmin x0 “ 2 m g sinpαqkB 0C xmin x0 “ 2 m g sinpαqkD Aucune des réponses précédentes n’estcorrecte.yy
Page 5 : y+1/5/56+yMécanique du point - PI1 - CC3 - 2022/2023NOM : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Groupe : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Les 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.Question1ABCDQuestion2ABCDQuestion3ABCDEQuestion4ABCDQuestion5ABCDQuestion6ABCDQuestion7ABCDQuestion8ABCDQuestion9ABCDQuestion 10ABCDQuestion 11ABCDQuestion 12ABCDQuestion 13ABCDEQuestion 14ABCDyy
