Modèle concours d'accès — Faculté de Médecine et de Pharmacie de Casablanca (Université Hassan II) 2016 — Physique

Ce modèle est l'épreuve de physique du concours d'accès 2016-2017 à la Faculté de Médecine et de Pharmacie de Casablanca (durée : 30 min). Elle comporte six exercices courts à réponse numérique, à reporter dans les cadres. Voici une correction proposée, avec le détail de chaque calcul.

💡 Méthode : chaque exercice se résout en une ou deux lignes à partir d'une formule du programme. Écrivez la formule littérale, convertissez les unités (µm, cm, minutes) en unités SI, puis calculez.

Exercice n°1 — Onde le long d'une corde

Sur le schéma, la partie déformée de la corde contient 3 longueurs d'onde à l'instant t = 0,3 s, le reste de la corde étant encore au repos. L'onde étant partie de S à t = 0, la source a donc effectué 3 oscillations complètes en 0,3 s :

• 3T = 0,3 s, donc T = 0,1 s et F = 1/T = 10 Hz ;
• λ = v/F = 5/10, soit λ = 0,5 m.

Vérification : le front d'onde a parcouru d = v·t = 5 × 0,3 = 1,5 m = 3λ.

Exercice n°2 — Indice de réfraction

Par définition n = c/V, donc V = c/n = 3.10⁸/1,5, soit V = 2.10⁸ m/s.

Exercice n°3 — Diffraction par une fente

L'écart angulaire est θ = λ/a. Sur la figure, tan θ = (L/2)/D ≈ θ, donc L = 2λD/a et :

λ = a·L/(2D) = (12.10^-6 × 7.10^-2)/(2 × 1) = 4,2.10^-7 m, soit λ = 420 nm (lumière violette).

Exercice n°4 — Dose radioactive

• 10 minutes = 2 périodes, donc l'activité au moment de l'administration est a = a₀/2² = 1 MBq/4 = 2,5.10⁵ Bq.
• a = λN avec λ = ln2/T, donc N = a·T/ln2 = a × T × (1/ln2).
• T = 5 min = 300 s : N = 2,5.10⁵ × 300 × 1,4, soit N = 1,05.10⁸ atomes.

Exercice n°5 — Solide sur un plan incliné

Système : le solide S, soumis à son poids et à la réaction R du plan. Axe (Gx) parallèle au plan et orienté vers le bas, axe (Gy) perpendiculaire au plan et orienté vers le haut, comme sur la figure. Deuxième loi de Newton : P + R = m·a.

• Sur (Gx) : m·g·sin α + Rx = m·a, donc Rx = m(a − g·sin α) = 1 × (2 − 10 × 0,5), soit Rx = −3 N. Le signe négatif montre que le frottement s'oppose au mouvement.
• Sur (Gy) : pas de mouvement perpendiculairement au plan, donc Ry − m·g·cos α = 0 et Ry = 1 × 10 × cos(π/6) = 5√3, soit Ry ≈ 8,7 N.

Exercice n°6 — Sommet de la trajectoire d'un projectile

Au sommet F, la composante verticale de la vitesse s'annule : v_z = dz/dt = −10t + 4 = 0, donc t_F = 0,4 s.

• X_F = 2 × 0,4 = 0,8 m ;
• Z_F = −5 × (0,4)² + 4 × 0,4 + 1 = −0,8 + 1,6 + 1 = 1,8 m.

(y_F = 0 : le mouvement a lieu dans le plan xOz.)