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Modèle de concours d'accès à l'ENSAM Maroc (1re année) 2022 — Épreuve : Physique

🏢 École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers — concours commun ENSAM Maroc 👤 Bachelier scientifique/technique — accès en 1re année 🎯 Physique 📅 2022 👁️ 16 vues

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En bref

Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de Bachelier scientifique/technique — accès en 1re année organisé par École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers — concours commun ENSAM Maroc (2022), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.

Organisme
École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers — concours commun ENSAM Maroc
Grade
Bachelier scientifique/technique — accès en 1re année
Spécialité
Physique
Année
2022
Pages
6
Langue des questions
français
Correction
correction proposée disponible sur cette page
Épreuve de physique du concours commun d'accès en 1re année de l'ENSAM, session 2022 (2 août 2022, 2 h 15, versions française et arabe, feuille de réponses). 6 pages.
📝 Texte des questions (extrait automatiquement des pages scannées)

Ce texte est extrait automatiquement des images de l'épreuve et peut contenir des erreurs de lecture — les images ci-dessus font foi.

Concours Commun d’accès en 1ère année de l’'ENSAM Maroc
À Arts el Métiers Epreuve de Physique
0 NSAM Maro c Session du 02 Août 2022
de Durée : 2h15mn
Remarques importantes :
- L'épreuve est composée d’une seule page. Elle est rédigée en français et elle est traduite en arabe (voir verso de la feuille).
- Les réponses doivent être mentionnées sur la fiche de réponse donnée au candidat.
- Le candidat doit se concentrer sur le sujet d'examen sans poser aucune question concernant son contenu.
‏بلم+جللسبئاألللاللصاصلسسصلطككلسلسكتسللسللكصللأالتلللتلصصاالأتاااارعرت'تصحعططسسكلكللسبلللالللسلسكللللللللككقتلكب‎
‎Electricité (QCM : Marquez la bonne réponse sur la fiche de 9. A un instant choisi comme nouvelle origine des dates (t = 0),
réponse) l'intensité du courant i(t = 0) = 0 À et on ouvre l'interrupteur K:. La
Le montage, schématisé sur la Figure 1, comporte : courbe sur la Figure 2 représente l’évolution de l’énergie totale E, du
7 circuit en fonction du temps.
0) ‏]ا‎ Déterminer la valeur de l’énergie magnétique E,, emmagasinée dans
| 0. R, K, la bobine (en u]) à l'instant t = 0.
‏ف‎ 0 10. Déterminer la valeur de la tension u(t) à l'instant t = 0
3 TL [co fo À 11. Déterminer la valeur (en y/) de l'énergie dissipée par effet Joule à
c u@ € ‏0م‎ 3 l'instant t = 20 ms.
EL” &rn 12. Etablir l’expression de la dérivée par rapport au temps de l’énergie
4 totale E, du circuit en fonction du courant é(t) et des paramètres du
Figure 1. montage.
e Un générateur idéal de tension de force électromotrice E = 12 ; 13. La tangente à la courbe (Figure 2) au point (20 ms, 11.25 y) est
°_ Un conducteur ohmique de résistance R ; horizontale. Quelle est la valeur de la tension u(t) à l'instant
e Trois condensateurs identiques de capacité C ; t=20ms?
» Un conducteur ohmique de résistance réglable R, : 14. Déterminer l’énergie magnétique emmagasinée dans la bobine (en uJ)
e Un générateur 6 de tension proportionnelle à l'intensité du courant : à l'instant € = 20 ms.
uç = koi(t); Ondes et Décroissance radioactive (QCM : Marquez la bonne
e Une bobine d’inductance ‏ا‎ et de résistance r non négligeable ; réponse sur la fiche de réponse)
e Desinterrupteurs ‏ول رما را‎ et K4. Données : la vitesse de propagation de la lumière dans le vide :
A un instant choisi comme origine des dates (t = 0), la tension c = 3.108 m.s"!1, la demi-vie du carbone 16 est de 5 600 années.
ui =0)=0V, l'interrupteur K, est mis sur la position (1) et La longueur d'onde de la lumière orange dans le vide est
‏م10 "0 7 اتيت امات اميت‎ = 624 nm (On donne : 1 THz = 1012 Hz).
1. Trouver l'expression de 0 ‏ري‎ 0) en fonction de 2 15. La valeur de la fréquence f (en THz) de cette radiation est d'environ :
2. L’équation différentielle vérifiée par la tension u(t) s'écrit sous la 16. Lorsque cette onde traverse un bloc de diamant d'indice n = 2,418,
forme : BRC ee + u(t) = E. Donner la valeur de ‏.م‎ sa longueur d'onde :
3. Préciser, en fonction des paramètres du circuit, l'expression de (&,Tt) 17. La longueur 00006 (en nm) de cette radiation dans ce bloc de
diamant vaut environ :
pour que la solution de l’équation différentielle précédente s’écrive 18. La vitesse v (en m/s) de propagation de cette lumière dans ce bloc de
sous la forme : u(t) = «(1 — ‏.ع‎ diamant a pour valeur environ :
4. 0888 la valeur ue de l'intensité i,(t = 0) en fonction des D 81096 00 ‏م1696‎
‎paramètres du circuit. . ,
5. La courbe d’évolution de l'intensité i,(t) a une tangente à l'instant ‏وني‎ 0" rt se 861000681008600
8 8 sur un écran placé à une distance D = 2 m du cheveu une tache centrale
t = 0 d’équation: y=at+b avec » - -20/3 [mA/ms] et delsigeur E,
b = 10 [mA]. Préciser la valeur numérique de (i(t = 0),t). : > : ‏ا‎
‎6. 060016 là valeur de (RC). 19. La fréquence (en Ha] de l’onde lumineuse émise par ce faser vaut :
20. Lorsque cette lumière rouge se propage dans le verre (indice de
On fixe la valeur de R,. = 50 4. 8 ‏صن‎ instant choisi comme nouvelle origine réfraction 1,5), la fréquence de cette onde :
des dates (t=0), l'énergie électrique emmagasinée dans le 21. L'écart angulaire @ entre le milieu de la tache centrale et la première
condensateur, ayant à ses bornes la tension ut), est tache sombre est donné par (on considère que 0 est petit et exprimé
E,(t=0)=0.18my]. L'intensité du courant i(t = 0) = 0 4, en radian) :
l'interrupteur 161 est mis sur la position (2) et l'interrupteur K, est ouvert. 22. L'écart angulaire 9 augmente quand :
Les interrupteurs ‏ا‎ et K; sont fermés. 23. La valeur de l’écart angulaire 0 en degré est :
7. Préciser, en fonction des paramètres du montage, les expressions de À 24. La largeur de la tache centrale (en cm) a pour valeur :
et B, pour que l’équation différentielle vérifiée par la tension u(t) soit 25. En utilisant un laser émettant une lumière bleue, l’écart angulaire 0 :
de la forme : ‏اا‎ Dans une cuve à onde, un vibreur produit dans un point S, situé à
d'u(t) #4 du(e) + Bu(t) - 0 ‏02ر16‎ 0) = 31-257 la surface libre de l’eau, une onde périodique de fréquence f = 4 Hz, de
dt? dt PENSTATR RTS TE hauteur maximale 0, 2 m et de vitesse de propagation v = 4 m.s"!. Cette
8. L'évolution de la tension u(t) est * onde est décrite par l'équation suivante : z(t) = Acos(T (t — t)) tel que
pseudopériodique, sa valeur * DELLE z(t) est l’élongation d’un point M de la surface d’eau distant
maximale est 12V et elle a une :: U 8 ‏ا ا‎ horizontalement de x du point S, À et T sont respectivement l’amplitude
pseudopériode supposée égale à la ., Ress et la période propre de l’onde.
période propre To = 10 ms. ; 26. Le retard 7 est exprimé par la relation suivante :
Trouver la valeur de (L, C). 27. La vitesse de déplacement vertical v,(t)(en m/s) à l'instant t = 5
On prend : 7° = 10. ‏ل ا"‎ {mel et à un point M de la surface de l’eau distant de 4 m du point S vaut :
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28. On émet, à l’aide d’un haut-parleur, un signal sonore 5050103٠. L’onde 35. Sur le trajet AB, exprimer l’accélération y de la bille en fonction de
se propage à la vitesse v = 340 111.571. Cette onde se réfléchit sur un f etm.
obstacle situé à une distance notée d de la source. L’écho de l’onde 36. Exprimer la vitesse v, de la bille en B en fonction de f,m, L et vo.
sonore est entendu 0,3 s après l’émission du signal. Donner la valeur 37. Sur le trajet CD, calculer la vitesse v.(m/s) en C permettant de
(en m) de d: positionner la bille au point D.
29. Une substance radioactive contient de l’lode 131 de demi-vie 38. Sur le trajet BC, calculer la somme Las travaux W(oule) de la force
8 jours et du Césium137 de demi-vie 30 ans. La part de l’activité de frottement et du peus de la bille entre les points BetC, en
radioactive due à l’iode est de 200 XBq et celle due au césium est de admettant 8 le travail de la force de RER f vaut a Joule.
50 kBq. Quelle sera l’activité (en kBq) de cette substance dans 10 39. Calculer la vitesse v9(m/s) permettant de positionner la bille en D.
; Se ét 40. Si le temps mis par la bille entre les points À et B fait 25% du temps
mois (1 mois = 30 jours) ?
= total t, nécessaire entre À et D, calculer le temps t,(en seconde).
30. Pour un être vivant, on définit le rapport r = ‏حك‎ = 10-12 avec ‏من لال‎
c12 > : A :
et Nc12 sont respectivement le nombre d'atomes de carbone 14 et le Problème ل١‎ (QCM : Marquez la bonne réponse sur la fiche de
nombre d'atomes de carbone 12. Après sa mort, ce rapport r décroît réponse) :
: »4 12 A
et atteint pour un cas d'étude la valeur 0,125.10 77. Combien Un système de monte-charge (Fig.2) est composé d’un moteur d’axe fixe
8 ee se sont écoulées depuis la mort de l’être vivant objet de À, qui fait tourner la poulie (même axe A) de rayon R,, d’un câble
l'étude ? inextensible sans masse et de deux poulies d’axes (4,7) et (B,Z),
Mécanique parallèles et horizontaux (Fig.2), l’ensemble est destiné à soulever la
masse m tel que :
On suppose que l’accélération de la pesanteur est constante et dE " ١ à 0
égale à g = 10 11/52, dirigée vers le bas. e Le câble s’enrou 8 sans glisser sur les gorges des poulies
e Poulie d’axe (4,7), son axe est fixe : Rayon R, Moment d'inertie } par
Les problèmes ١ et Il sont indépendants. rapport à son axe de rotation, la poulie tourne sans frottement par
2 2 : 2 z . rapport à son axe, sa vitesse est notée 9.
Problème 1 (Rédaction : On écrit seulement le résultat final sur 00 , ‏ل‎ :
‎ve e Poulie d’axe (B,Z): Rayon r, Masse négligée, la poulie tourne sans‏ ل
‎la fiche de réponse). L 8
‎frottement par rapport à son axe, et peut translater verticalement.
‎Une bille métallique représentée par un point matériel de masse m passe e Pour faire monter la masse m d’une hauteur h donnée, la poulie d’axe
‎par le chemin ABCD (Fig.1) tel que: la portion AB est rectiligne A est animée en rotation selon le schéma de la figure 3 représentant la
‎horizontale de longueur L ; BC est demi-circulaire de rayon R et la portion variation de sa vitesse ‏ه‎ en fonction du temps.
‎CD est parabolique. Placée au point D, la bille est ensuite transférée vers 8 : F SE :
‎1 . e ١ rires . 0" Soit le point M du câble pointé sur la Figure 2. Lors du mouvement, on
‎son lieu final via une chaine destinée à cette fonction. La position D 71 : 5
‎. ue 1 , désigne par x le déplacement du point M, par y le déplacement vertical de
‎géométrique du point D est définie dans le repère fixe (4, x, y) par les À ae ‏ا‎
‎1 59 : : la masse m et celui de la poulie d’axe (B,Z), à l'instant t = 0:x=0 et
distances données L, d et R. L'étude sera abordée en deux parties 1 et 2, < 8
y = 0. On admet le long du problème la relation entre x et y telle que :
en tenant compte ou non des frottements. es Lo
x = 2y. Pour les applications numériques : m =25kg; R;=0,2m;R=
| . 0,25 m;J = 0,2 kgm’; w, = 47 rad/s.
| C Données et notation :
à + *» m: masse de la bille, x k us
Fig.1 FA
8 8 7 * vo : vitesse initiale de la bille R d. 7m _Axe (AZ) Ne 7
R (vitesse au point de départA). KES a MR Sel fixe | ÿ MR KE
‏كود‎ 1 ٠» Les points 0 et O’ sont fixes fixe 1
1 7 F, ‏زا‎ à
\y ' ‏0م‎ 1 e Les points D et 0’ sont alignés Support fixe ‏2ه‎ Axe (Bz) mobile Support fixe 2
+ 4 + sur l'horizontale tels que : ‏اسه لصنس را‎ : r
x ‏و كه‎ : DO'= 41-8 Fig2 L 1 net _]
‎: *» on donne : m = 0.5 kg, 0 m 1 m
‏يب رن نض‎ R = 1711 = 3m. ;
41. Lors de la phase d'accélération (a-b) Ag
Partie 1 : Dans cette partie, les frottements sont négligés, la bille fait son (Fig.3), calculer l'accélération b 6
départ du point À avec une vitesse initiale v,. Déterminer : y(m/s?) de la masse m. CA
42. Calculer la distance h(m) parcourue
‎31. la vitesse v, de la bille au point 6 en fonction de v,, g et R. par la masse durant les 8 s (Fig.3). à ©
‎32. la vitesse v nécessaire pour que la bille se positionne au point D, en 43. Lors de la phase (b-c) (Fig.3), a
fonction de g et R (On pourra choisir le repère fixe (C, x', y') tel que calculer la tension T(N) du câble. 0 1 T 8
x'=-x et y = —y) 44. Lors de la montée de la masse dans la phase (a-b), calculer la tension
‎33. la valeur de v,(m/s) permettant de positionner la bille en D. T(N) du câble attaché à la poulie de rayon ٠
‎34. La valeur du temps en seconde, t = ‏وب‎ + tcp, Mis par la bille sur les 1 : : 2
d ” d à 4 cb 42 ti cp? x LS Dans la suite, on considère la figure 4. Pour analyser l'influence des états
‎SHC POFRONRE RARE e IESDECUVEMENE. de marches — arrêts du moteur sur la dynamique du système, on a
‏م :2 وتوم‎ 6 8 ٌ 7 05161 d remplacé une partie du câble par un ressort de raideur k = 10*N /m selon
‎“Ate < À pus æ sd 00 ‏يليب ملت ب‎ on na ÊrES . : ee 5 la figure 4. Le reste du câble est inchangé en conservant toutes les
‎trajet de la bille qui fait départ du point 4 avec une vitesse initiale v6. hypothèses initialement considérées. On écarte la masse m de sa position
‎L'action de frottement est notée f, cette action s’oppose au mouvement d'équilibre "0" vers le bas d’une distance y(t = 0) = 0,1m, puis on
‎de la bille telle que : l’abandonne sans vitesse initiale. On considère le point "0" à l’équilibre
‎: ‏ب 8 : ب‎ comme origine des ordonnés y. Déterminer :
‎- Sur le trajet AB, cette force f est horizontale et constante, 6 ne
f = 2N (N : Newton) 45. l’allongement du ressort Al, à l’état d'équilibre du système en fonction
‎- Sur le trajet BC, cette force s'exprime sous la forme : f = —kv/||v||, de m,get k.
où k est un coefficient constant connu (k = 2N), elle est portée par la 46. l’énergie potentielle totale E, du système en fonction de
tangentielle à l’arc du demi-cercle BC, mais opposée à la vitesse k,m, g, Ali et x, en considérant que l’énergie potentielle due à la
‎- Sur le trajet CD, la force de frottement f = fy, où f est l'intensité de pesanteur est nulle à l’état d'équilibre du système.
cette force constante connue (f = 2N). 47. la valeur de la période propre T,(s) du système.
‎48. la valeur de l’énergie mécanique E,, (Joule) du système à t = 7/4
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ENSAM Maroc ‏ا المباراة المشتركة لولوج السنة الاولى‎ Arts et Metiers
‏مادة الفيزياء‎
2022 ‏دورة 02 غشت‎ ENSAM Maroc
‏مدة الإنجاز: ساعتان و 15 دقيقة‎
‏ملاحظات هامة:‎
. ‏الفرنسية (انظر ظهر الورقة)‎ AA ‏العربية و مترجم إلى‎ At ‏يتألف موضوع الامتحان من صفحة واحدة؛ فهو مُحَرَر‎ -
‏تكتب الأجوبة في ورقة الإجابة التي تُمْنَح للمترشح.‎ -
‏على المترشح التركيز على موضوع الامتحان دون طرح أي استفسار يتعلق بمضمونه.‎ -
‏جديدا للتواريخ؛ شدة_التيار تساوي‎ Del ‏<ع)_ نتخذها‎ 0( Aa de -9 ‏نختار الجواب الصحيح من بين الأجوبة المُشار إليها في‎ : QCM ( ‏الكهرباء‎
‏يمثل منحنى الشكل 2 تغيرات الطاقة الكلية‎ .K) ‏و نفتح قاطع التيار‎ i(t = 0( = 0A ‏ورقة الإجابة)‎
‏ابلالة الزمن. أوجد قيمة الطاقة المغناطيسية ,,1 المخزونة في الوشيعة‎ ASH E,(t) .1 ‏ننجز التركيب الكهربائي الممثل في الشكل‎
‏(/م) عند اللحظة (0 = خ).‎ 8
E, [uJl Ki
ACER AUTO) ? ‏ب‎
‎3 0 | u;(t)
dr le E L ‏مما‎ -
١ ‏ميري‎ À ‏موأ جا اح‎
0 Ka 0 r)
Ce 5 10 2 ‏الشكل 1 [عد«]» 30 25 الكل‎
.)+ = 0( ‏يتكون هذا التركيب من: 0- أوجد قيمة التوتر (0)2 عند اللحظة‎
.)+ = 20ms) ‏عند اللحظة‎ (p]) ‏أوجد قيمة الطاقة المبددة بمفعول جول‎ -1 :5 = 12V ‏مولد مؤمثل للتوتر قوته الكهرمحركة‎ e
OBS ‏للدارة بدلالة‎ E,(t) ‏أوجد تعبير المشتقة بالنسبة للزمن للطاقة الكلية‎ -12 ;R ‏ه موصل أومي ذي مقاومة‎
‏و بارامترات الدارة.‎ : C ‏ه ثلاث مكثفات بنفس السعة‎
(£ = 20ms,11.25 pj) ‏قابلة للضبط : 13- المستقيم المماس للمنحنى (الشكل 2( عند النقطة‎ R, ‏ه موصل أومي ذي مقاومة‎
‏ع ؟‎ = 20ms ‏عند اللحظة‎ w(t) ‏م : أفقي. ماهي قيمة شدة التوتر‎ = ko ‏مولد 6 ذي توتر يتناسب اطرادا مع شدة التوتر (م)2‎ ٠
‏عند اللحظة‎ (u]) ‏المخزونة في الوشيعة‎ En ‏غير مهملة : 4- أوجد قيمة الطاقة المغناطيسية‎ r ‏ومقاومتها‎ L ‏ه وشيعة معامل تحريضها‎
.(t = 20ms) K43 Ka Ka KM ‏ه قواطع‎
‏نختار الجواب الصحيح من بين‎ : QCM) ‏نؤرجح الموجات و التناقص الإشعاعي‎ ut = 0) = OV ‏عند لحظة (0 = ع) نتخذها أصلا للتواريخ؛ شدة التوتر‎
(a Yi ‏الأجوبة المُشار إليها في ورقة‎ . Ka ‏قاطع التيار 1622 الى الموضع )1( ونغلق قاطع التيار‎
.2)2( ‏أوجد تعبير ((4,)2(,52)2) بدلالة‎ -1
‏دج صف‎ 8 -1 . à ‏انتشار الضوء فى الفراغ‎ À + ‏معطبات‎
‏النصف‎ ja ‏ع ؛‎ = 3.108 m.s 1 ‏في الفراغ هي:‎ qu ‏تكتب على الشكل : حي : مدع انتشار‎ ue) ‏المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التوتر اللحظية‎ -2
Au : ‏ل‎ :
‏للكربون ع7 هو 5600 سننة,‎ B ‏وح © أوجد قيمة‎ +u(t) =E
A0 = 624nm ‏؛ ليكتب حل المعادلة التفاضلية السابقة على قيمة طول الموجة للضوء _البرتقالي في الفراغ هي‎ )», T) ‏بدلالة بارامترات الدارة؛ تعبير‎ cho i -3
(1 THz = 1012 Hz ‏(نعطي:‎ u(t) = a(1—e”t/") ‏الشكل:‎
‏لهذا الإشعاع هي تقريبا:‎ (THZ ‏(ب‎ f ‏استنتج القيمة البدئية لشدة التيار(0 = ع) ,]1 بدلالة بارامترات الدارة. 5- قيمة التردد‎ -4
Où «en = 2,418 ‏هي: ( + 2ه - نز مع 6- عندما تنتشر هذه الموجة في كتلة من الماس معامل انكسارها‎ (t= 0( ali ‏بدلالة الزمن عند‎ à) ‏معادلة مماس منحنى‎ -5
‏طولها الموجي:‎ .((E = 0(,+ ( ‏أعط قيمة‎ .b = 10 [mA] 5 a = -20/3 [mA/ms]
‏لهذا الإشعاع في هذه الكتلة من الماس هي تقريبا:‎ (nm ‏(ب‎ À ‏قيمة طول الموجة‎ -17 (R, C) ‏استنتج قيمة‎ -6
‏في هذه الكتلة من الماس هي تقريبا:‎ (m/s =) v ‏عند لحظة )0 _ 0 نتخذها أصلا جديدا 8- قيمة سرعة انتشار هذا الضوء‎ R, = 500 ‏نضبط مقاومة الموصل الأومي‎
‏بواسطة إشعاع لازر يبعث ضوءا‎ e = 2,4 mm ‏بابب — في ب يي الود ل هي: نضيء شعرة رقيقة سمكها‎ meet ‏للتواايع!‎
‏على شاشة موضوعة على مسافة‎ BA À = 600 nm ‏أحمرا طول موجته في الفراغ‎ K; ‏قاطع التيار‎ vs (t = 0 = 08 a ‏يبي شده‎ ni = (0. mJ
Le ‏من الشعرة بقعة مركزية‎ D = 2 m . nn. ‏الي الموضيع (5), تفتح قاطع م ر#اونظق قاطعي‎
‏المنبعث من هذا المنبع هي:‎ (HZ ‏و 8؛ لتكتب المعادلة التفاضلية التي يحققها 9- قيمة تردد الضوء (ب‎ À ‏أوجد؛ بدلالة بارامترات الدارة؛ تعبير‎ -7
‏التوتر() على الشكل التالي: 0- عندما ينتشر هذا الضوء الأحمر في الزجاج (معامل انكساره 1,5)؛ فإن تردد هذه‎
à d'u(t du(t
. SL ‏الموجة:‎ a dy A 0 ‏أ‎ pute) = 0
‏تعبير الفرق الزاوي 0 بين وسط البقعة المركزية وأول بقعة مظلمة هو (تعتبر 0 زاوية‎ -1
: ‏تبين معاينة المنحنى الممثل لتغيرات التوتر(ع)»: أن نظام التذبذب شبه دوري و أن قيمة صغيرة معبر عنها بالراديان)‎ -8
‏الفرق الزاوي 0 يزداد عندما:‎ -22 To = ‏القصوية هي: 121 . نعتبر أن شبه الدور للتذبذبات يساوي الدور الخاص:‎ »)©(
‏قيمة الفرق الزاوي 0 بالدرجة هي:‎ -3 .)1, C) ‏أوجد قيمة‎ 0 ms
‏هي:‎ (cm =) ‏نأخذ: 10 = 7 4- قيمة عرض البقعة المركزية‎
: 0 ‏ضوء أزرق؛ فإن الفرق الزاوي‎ ia ‏باستخدام منبع لازر ينبعث‎ -5
wadifa-info.com ‏نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو‎

في حوض الموجات؛ يحدث هزاز في نقطة 5 من السطح الحر للماء موجة متوالية ترددها 35- عبر عن تسارع الكرية ‎y‏ المسار ‎AB‏ بدلالة "رو ‎.m‏
‎«f = 4 Hz‏ علوها الأقصى ‎m‏ 0,2 وسرعة انتشارها 4118.571 = <. يُعبر عن هذه الموجة 6-عبر عن السرعة ىت للكرية في النقطة ‎B‏ بدلالة 170 ,1 ,171 و[
‎À‏ الضة. 27 - 5.6 ‎L, َ cd a u PTS PACE‏ , .
بالمعادلة الاتية: ((» - ع) ‎z(t) = Acos(‏ حيث إن ()2 هي استطالة نقطة ‎M‏ من سطح 7-احسب السرعة ‎w(m/s)‏ في النقطة 6 للسماح للكرية بوضعها عند النقطة ‎D‏ (اعتبر
الماء تبعد أفقيا عن النقطة 5 بالمسافة ‎À «x‏ و7 هما على التوالي وسع ودور الموجة. المسار ‎(CD‏
‏6 يُعبر عن التأخر الزمني ح بالعلاقة الاتية: 8-في المسار ‎BC‏ ,احسب مجموع الأشغال ‎W(Joule)‏ لقوة الاحتكاك ووزن الكرية بين
7- قيمة سرعة الحركة الرأسية ‎(m/s) v,(€)‏ عند اللحظة 5 4 = ع وعند نقطة ‎M‏ من النقطتين ‎B‏ و ‎«C‏ باعتبار أن شغل قوة الاحتكاك ‎f‏ يساوي ‎.—2n Joule‏
سطح الماء تبعد عن 5 ب 4118 هي : 9- احسب السرعة (0:/5), التي تسمح بوضع الكرية عند النقطة ‎.D‏
‏- إذا كانت المدة الزمنية التى تستغرقها الكرية بين النقطتين من ! المدة
8- نبعث ‎PE‏ عن طريق مكبر اللصوت.. تنتشر هذه الموجة' بسرعة 40 ‎Lo‏ : 0 : ل بين النقتلتين يمري ثم هي 725 من ‎FAQ‏
‎y = 340 71‏ تنعكس هذه الموجة على عائق يقع على مسافة م من المنبع. يتم سماع : : )5(
صدى الموجة الصوتية بعد $ 0,3 من إرسال الإشارة. أعط قيمة ‎d‏ (ب ‎:(m‏ المسألة 11 ( 0611 : نختار الجواب الصحيح من بين الأجوبة المُشار إليها في
‎Burn s‏ : ورقة الإجابة) :
9- تحتوي مادة مشعة على اليود 131 وله عمر النصف 8 أيام والسيزيوم 137 وله ‎ja‏ النصف وركة الإجابة)
0 عامًا. حصة النشاط الإشعاعي الناتجة عن اليود هي 70160 200؛ والناتجة عن السيزيوم يتكون نظام رفع حمولة من محرك ذي أفقي ثابت ‎«À‏ يقوم بتدوير البكرة (نفس ال
هي 501086 . ما هي_قيمة النشاط الإشعاعي ‎(KB)‏ لهذه المادة بعد 10 شهور ‎(A‏ التي شعاعها ,18 (الشكل 2( وكابل ذي كتلة مهملة وغير قابل للإمتداد وبكرتين ذات المحاور
(شهر واحد - 30 يوم)؟ (42/)و ‎(BZ)‏ متوازيين و أفقيين ؛ يهدف النظام إلى رفع الكتلة ‎em‏ حيث :
0- بالنسبة ‎GS‏ حيء نُعرف النسبة 7° بالعلاقة : 10712 = ل - <” حيث أن ‎Nc‏ و يلف الكابل دون انزلاق على مجريي ‎JAN‏
‎ANS 1‏ ب > = ‎à‏ ا ل
‎Neo‏ هما على التوالي عدد ذرات الكربون 14 و عدد ذرات الكربون 12. بعد وفاته؛ تتناقص هذه . البكرة دات المحور. ‎«(4Z)‏ محورها قابت:إضماعها 72 ‎ie se‏ بال 5 لمجور
النسبة وتساوي في دراسة حالة 0,125.10-712. كم ‎Liu‏ مرت على وفاة الكائن الحي محل دوراتها + حركةدوران البكرة حول محورها دون احتكاك؛ ونرمز ب 0 سرعة دوراتها.
الدراسة؟ . البكرة دات المحور ) ‎(BZ‏ ‘ كتلتها مهملة ‘ شعاعها “7 » حركة دوران البكرة حول محورها
دون احتكاك ؛ يمكن للمحور ) ‎(BZ‏ الحركة رأسيا.
الميكانيك ‎e‏ لرفع الكتلة ‎m‏ لارتفاع معين ‎«fe‏ يتم تحريك البكرة ذات المحور ‎À‏ وفقًا لمخطط سرعتها
‎ST UT‏ ااا الوا ال 2 4 ‎ï‏ الزاوية ‎où‏ الذى تم رسمه بدلالة الزمن ‎AM)‏
‏نفترض أن شدة مجال الثقالة تبقى ثابتة وقيمتها :1/0/5 10 = ‎g‏ متجهة الى الأسفل. ازاوية ده الذي تم رسمه بدلالة الزمن (الشقل 3,).
‎DE CT td‏ النقطة ‎M‏ من الكابل » المشار إليها في الشكل 2. خلال ‎dE jai‏ يُعبر د عن إزاحة
‎ne ١‏ . ِ "0 ٍ ِ النقطة ‎M‏ ؛ و يُعبر ‎y‏ عن إزاحة الكتلة ‎m‏ وكذلك عن إزاحة البكرة ‎(BZ)‏ « عند اللحظة
المسألة 1 - تحرير: نكتب فقط النتيجة النهائية في ورقة الإجابة: )0 = ‎y = 0 : (t‏ و 0 = ‎x‏ نقبل العلاقة بين « و ‎p‏ حيث «2 = ‎x‏ . التطبيقات العددية :
كرية معدنية ممثلة بنقطة مادية كتلتها ‎mm‏ تمر عبر المسار ‎ABCD‏ (الشكل 1( ‎dus‏ : 475 حم :0,2171911 0,2571101 - 0,2111107 ج12 ‎Mm=25kg;‏
‏الجزء ‎AB‏ مستقيم أفقي بطول ‎L‏ ؛ 86 : ‎cha‏ دائري شعاعه 7 والجزء ‎CD‏ شكله شلجمي . 15 ‎x,‏ 7
‎"١ 8 ١‏ :
‎m e‏ : كتلة الكرية 0 1 اراب وا مسو
‎7٠‏ : السرعة البدئية للكرية : . شكل ‎(A) R (42) R h‏ محور
(السرعة عند نقطة البداية ‎d (A‏ | 2 9 | ِ ثابت
‎à‏ النقطتان 6 و7 © ثابتثان ‎R‏ 2 دعامة ثابتة ا راسج دعامة ثابتة
€ النقطتان ‎D‏ و0 مصطفتان #0 ‎y À D)\‏ - 1 :
افقيا بحيث : ‎DO'= d = 2R‏ 1 — 0 -
ه نعطي : ‎m x td 7 m= 0.5 kg‏ ا" شكل 4 9 ‎Ji m‏ ( 2
‎A B R = 1m, L = 3m‏
عند وصولها النقطة ‎D‏ ؛ يتم نقل الكرية إلى موقعها النهائي عبر ناقل مخصص لهذا الغرض. يتم 41- خلال مرحلة التسارع ‎Gb)‏ (الشكل ‎ )3‏ 40
تحديد الموقع الهندسي للنقطة ‎D‏ في المرجع الثابت ‎x, y)‏ ,4( بالمسافات المعطاة ‎,L‏ م و ‎R‏ احسب التسارع ‎y (m/s?)‏ للكتلة ‎b c .m‏ 1
ستتم الدراسة في جزأين 1 و 2 ؛ مع مراعاة الاحتكاك أو إهماله. 2-احسب المسافة المقطوعة ‎h(m)‏ من طرف
‎F A‏ 3 ع ا ني الكتلة خلال ثمان ثواني (85) (الشكل 3).
الجزء 1: فى هذا الجزء ؛ يتم إهمال الاحتكاكات ؛ تقوم الكرية بمغادرة النقطة ‎À‏ بسرعة بدئية :
الجزء 1: في هذا الجزء ؛ يتم إهمال تقوم القزية بمغادرة ب 3- خلال المرحلة ‎(b-c)‏ (الشكل 3)؛ احسب توتر )1 #4 ‎ä‏
‎.V‏ حدد : الكابل ‎.T(N)‏ 8 7 1 0
1- سرعة الكرية ‎y,‏ عند ‎Ci‏ بدلالة ‎vo‏ »و و17. 44- عند ارتفاع الكتلة في المرحلة ((8-1)؛ احسب توتر الكابل ‎TN)‏ « المشدود الى البكرة التي
2 السرعة م اللازمة للكرية لوضعها عند النقطة ‎D‏ بدلالة ‎Ro g‏ ( يمكن اختيار المرجع الثابت شعاعها ‎R,‏
‎à . .O'=-ysx =-x a (Cx,y)‏ 1 0
3- قيمة السرعة البدئية (770/5)ن0 التي تسمح بوضع الكرية عند النقطة ‎D‏ في ما يلي ؛ نعتبر الشكل 4. لدراسة تأثير حالة تردد " تشغيل- توقيف" المحرك على
4- المدة الزمنية اللازمة بالثانية )5( لحركة الكرية على المسارين ‎AB‏ و ‎CD‏ على التوالي : ديناميات النظام ؛ تم استبدال جزء من الكابل بنابض صلابته ‎«k = 10% N/m‏ وفقًا للشكل 1
وو + ور حا تبقى بقية الكابل دون تغييرعن طريق الاحتفاظ بجميع الفرضيات التي تم العمل بها في بداية المسألة.
نزيح الكتلة ‎m‏ عن حالة توازن ‎O0"‏ الى الأسفل بمسافة 0,178 - (0 = ‎y(t‏ ؛ ثم نحررها
النقطة ‎À‏ بسرعة بدئية ‎vo‏ . نفترض أن الإحتكاكات تكافئ قوة 77 تؤثر عكس مَنْحَى الحركة | :
بحث. ‎d‏ 5- إطالة النابض ,01 عند التوازن بدلالة ‎ms 9+ k‏
‎voué FT‏ ل ‎eue‏ 6- طاقة الوضع الإجمالية للنظام بدلالة ,م21 ,9 ‎m,‏ و1 ؛ مع الأخذ في الاعتبار أن حالة
على المسار ‎«AB‏ هذه القوة 7/ أفقية وثابتة؛ شدتها تساوي 27 كر ‎M)‏ : نيوتن). التوازن حالة مرجعية بالنسبة لطاقة الوضع الثقالية
« على المسار ‎BC‏ ؛ يتم التعبير عن هذه القوة بالصيغة ||7/|7:- = 7 « حيث ‎k‏ هو معامل "0 ‎pe‏ 1
ا " 7 = : ‎Ca‏ 7- قيمه الدور الخاص ‎To (s)‏ للنظام 0
ثابت معروف (2/7 = ‎(k‏ ؛ و هي موجهة عكس السرعة مماسيا لنصف الدائرة ‎BC‏ . ا ‎S n‏ 0 : ِ
على المسار ‎CD‏ « قوة الاحتكاك ثابتة و تكتب على الشكل 737 - ‎cf‏ حيث”رهي شدة هذه 8 قيمة الطاقة الميكانيكية (00:12,,/_للنظام عند اللحظة 7,/4 2 2 .
القوة ‎(f=2N)‏
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‎Question 7 Question 17‏
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Question 20 Question 34
‏أ‎ Diminue ‏أ‎ Reste constante
Question 35
Question 21 =
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0 |0+ [0% |
26 8 4 8 Question 36
Question 22
‏أ‎ D augmente | ‏ل‎ e augmente
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‏4لا‎ |COoz% |O25 ‏كته لاا‎ |Question 38
Question 24 = = cie.
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Question 5 00 0
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Question 27 LC] 1,57 | C] 1,256 | ‏ا | 2,5 أ‎ 0,62
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Question 28 [439 | ‏"لا | ول‎ | [Ju
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Question 29 ‏ود اس | اناس 50][| لمجا‎
]_| 49 | ‏و ل]‎ | [J1i00o |[]134 [Question 44
Question 30 ‏تالا‎ | Cl1532 | CJ140,7 | []148,7
C] 3868 | ‏مات‎ | Lli6s00o | []38683 [Question 45
Important : Pour les questions 31 à 40, écrire la ١" 2 | ‏و" | 9 أ | 89خ أ‎ 7
réponse finale. Ne pas toucher à la case (elle est mg k 2k mg
reservée au correcteur). 1,5 Points pour chaque 1
réponse juste Question 46
Question 31 0 ‏ل — + لملا‎ Ska + Al)? + ——
Question 32 Question 47
Question 33 Question 48
‏ل[‎ 100,39 | C]1401,5 | [] 200,78 | [lo
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Correction proposée

Il s'agit d'une correction proposée, rédigée par l'équipe wadifa-info pour vous aider à comprendre la méthode — ce n'est pas un corrigé officiel de l'administration organisatrice.

Ce modèle est l'épreuve de physique du concours commun d'accès en 1re année des ENSAM du Maroc, session du 02 août 2022. Durée : 2 h 15. 48 questions : électricité (Q1–Q14, QCM), ondes et radioactivité (Q15–Q30, QCM), mécanique — problème I à réponse rédigée (Q31–Q40) et problème II en QCM (Q41–Q48). Sujet en français et en arabe, avec fiche de réponses. Voici une correction proposée, avec la démarche.

💡 Lecture du schéma (figure 1) : K2 est branché en parallèle sur Rr et K3 en parallèle sur le générateur G. Un interrupteur fermé court-circuite le dipôle qu'il shunte : avec K2 et K3 fermés, seule la résistance r de la bobine reste dans le circuit.

Électricité

Première partie (K1 en position 1, K4 fermé) : le condensateur C (tension u) est en parallèle avec deux condensateurs C en série, de capacité équivalente C/2, tous sous la même tension u.

Q1 — (i1, i2) = (2/3·i, 1/3·i)

i1 = C du/dt et i2 = (C/2) du/dt, donc i = (3C/2) du/dt, d'où i1 = (2/3)i et i2 = (1/3)i.

Q2 — β = 3/2

Loi des mailles : E = Ri + u = R(3C/2) du/dt + u, donc βRC = 3RC/2.

Q3 — (α, τ) = (E, 3RC/2)

u(t) = E(1 − e−t/τ) avec τ = βRC = 3RC/2.

Q4 — i1(0) = 2E/(3R)

À t = 0, u = 0 donc i(0) = E/R et i1(0) = (2/3)E/R.

Q5 — (i(0), τ) = (30 mA ; 1,5 ms)

i2(t) = (1/3)(E/R)e−t/τ. Tangente à l'origine : b = i2(0) = 10 mA, donc i(0) = 3 × 10 = 30 mA ; pente a = −i2(0)/τ = −20/3 mA/ms, donc τ = 10/(20/3) = 1,5 ms.

Q6 — (R, C) = (400 Ω ; 2,5 µF)

R = E/i(0) = 12/0,030 = 400 Ω. C = 2τ/(3R) = 2 × 1,5·10⁻³/(3 × 400) = 2,5·10⁻⁶ F.

Deuxième partie (K1 en position 2, K4 ouvert, K2 et K3 fermés) : circuit C — bobine (L, r).

Q7 — A = r/L ; B = 1/(LC)

u = L di/dt + ri avec i = −C du/dt (le condensateur se décharge dans la bobine) : LC u″ + rC u′ + u = 0, soit u″ + (r/L)u′ + (1/(LC))u = 0.

Q8 — (L, C) = (1 H ; 2,5 µF)

Ee(0) = ½Cu² avec u = 12 V : C = 2 × 0,18·10⁻³/144 = 2,5 µF. T0 = 2π√(LC) donne L = T0²/(4π²C) = 10⁻⁴/(40 × 2,5·10⁻⁶) = 1 H.

Troisième partie (K2 ouvert : Rr = 50 Ω entre dans le circuit ; K3 toujours fermé).

Q9 — Em(0) = 0 µJ

Em = ½Li² et i(0) = 0.

Q10 — u(0) = 5 V

Et(0) = Ee(0) = ½Cu² = 31,25 µJ, d'où u² = 2 × 31,25·10⁻⁶/2,5·10⁻⁶ = 25.

Q11 — 20 µJ

Énergie dissipée par effet Joule entre 0 et 20 ms = Et(0) − Et(20 ms) = 31,25 − 11,25 = 20 µJ.

Q12 — dEt/dt = −(Rr + r)i²(t)

Et = ½Cu² + ½Li² ; en dérivant et en utilisant l'équation du circuit (G court-circuité par K3), toute la puissance perdue l'est par effet Joule dans Rr et r.

Q13 — 3 V

Tangente horizontale : dEt/dt = 0, donc i = 0 et Et = ½Cu² = 11,25 µJ, soit u² = 9 et |u| = 3 V.

Q14 — Em(20 ms) = 0 µJ

À cet instant i = 0 (question précédente).

Ondes et décroissance radioactive

Q15 — 481 THz

f = c/λ₀ = 3·10⁸/624·10⁻⁹ ≈ 4,81·10¹⁴ Hz.

Q16 — diminue

λ = λ₀/n avec n > 1 ; la fréquence, elle, ne change pas.

Q17 — 258 nm

λ = 624/2,418 ≈ 258 nm.

Q18 — 12·10⁷ m/s

v = c/n = 3·10⁸/2,418 ≈ 1,24·10⁸ m/s, soit environ 12·10⁷ m/s.

Q19 — 5·10¹⁴ Hz

f = c/λ = 3·10⁸/600·10⁻⁹.

Q20 — reste constante

La fréquence est fixée par la source et ne dépend pas du milieu.

Q21 — θ = λ/e

Diffraction par un obstacle (cheveu) de largeur e.

Q22 — e diminue

θ = λ/e augmente quand e diminue (ou quand λ augmente ; D n'intervient pas).

Q23 — 0,014°

θ = 600·10⁻⁹/2,4·10⁻³ = 2,5·10⁻⁴ rad = 2,5·10⁻⁴ × 180/π ≈ 0,014°.

Q24 — 0,1 cm

tan θ ≈ θ = (L/2)/D, donc L = 2Dθ = 2 × 2 × 2,5·10⁻⁴ = 10⁻³ m = 0,1 cm.

Q25 — diminue

La lumière bleue a une longueur d'onde plus courte que le rouge, donc θ = λ/e diminue.

Q26 — τ = x/v

Retard de propagation sur la distance x.

Q27 — 0 m/s

vv = dz/dt = −A(2π/T)sin[(2π/T)(t − τ)]. T = 1/f = 0,25 s, τ = 4/4 = 1 s, t − τ = 3 s = 12T : sin(24π) = 0, donc vv = 0 (le point est alors à une élongation extrême).

Q28 — 51 m

Aller-retour : 2d = vΔt, d = 340 × 0,3/2 = 51 m.

Q29 — 49 kBq

10 mois = 300 jours. Iode : 200 × 2−300/8 = 200 × 2−37,5, négligeable. Césium : 50 × 2−300/10 950 ≈ 50 × 0,981 ≈ 49,1 kBq. Total ≈ 49 kBq.

Q30 — 16 800 ans

r/r₀ = 0,125 = 1/8 = (1/2)³ : trois demi-vies, t = 3 × 5 600 = 16 800 ans.

Mécanique — Problème I (g = 10 m/s², m = 0,5 kg, R = 1 m, L = 3 m)

Partie 1 (sans frottement).

Q31 — vC = √(v0² − 4gR)

Théorème de l'énergie cinétique de A à C : C est à la hauteur 2R au-dessus de AB, ½mvC² − ½mv0² = −mg·2R.

Q32 — vC = √(2gR)

En C la vitesse est horizontale (vers −x). Dans le repère (C, x′, y′) : x′ = vCt, y′ = ½gt². D est R plus bas que C (D aligné avec O′) et à 2R horizontalement de O′, donc de C : y′ = R donne t = √(2R/g) ; x′ = 2R donne vC = 2R/√(2R/g) = √(2gR).

Q33 — v0 = √(6gR) = √60 ≈ 7,75 m/s

v0² = vC² + 4gR = 6gR = 60.

Q34 — t ≈ 0,83 s

tAB = L/v0 = 3/7,75 ≈ 0,39 s (mouvement uniforme) ; tCD = √(2R/g) = √0,2 ≈ 0,45 s. t ≈ 0,83 s.

Partie 2 (avec frottements, f = 2 N, k = 2 N).

Q35 — γ = −f/m

Sur AB : ma = −f (frottement opposé au mouvement), soit une décélération de f/m = 4 m/s².

Q36 — vB = √(v0² − 2fL/m)

Théorème de l'énergie cinétique : ½mvB² − ½mv0² = −fL.

Q37 — vC = √12 ≈ 3,46 m/s

Sur CD la force f est verticale et dirigée vers le haut (f = f·ȳ) : accélération verticale vers le bas a = g − f/m = 10 − 4 = 6 m/s², mouvement horizontal inchangé. Chute de R : t = √(2R/a) = √(1/3) s ; vC = 2R/t = √(2aR) = √12 ≈ 3,46 m/s.

Q38 — W = −(10 + 2π) J ≈ −16,3 J

Poids de B à C : −mg·2R = −0,5 × 10 × 2 = −10 J. Frottement (donné) : −2π J (k × πR). Somme : −10 − 2π ≈ −16,28 J.

Q39 — v0 ≈ 10,06 m/s

De A à C : ½mvC² − ½mv0² = −fL − 10 − 2π. ½ × 0,5 × 12 = 3 J et fL = 6 J, d'où ½ × 0,5 × v0² = 3 + 6 + 10 + 2π = 19 + 2π, v0² = 4(19 + 2π) ≈ 101,1 et v0 ≈ 10,06 m/s.

Q40 — tt ≈ 1,27 s

vB² = v0² − 2(f/m)L ≈ 101,1 − 24 = 77,1, vB ≈ 8,78 m/s. tAB = (v0 − vB)/(f/m) ≈ (10,06 − 8,78)/4 ≈ 0,32 s. tAB = 25 % de tt, donc tt = 4 × 0,318 ≈ 1,27 s.

Mécanique — Problème II (QCM)

Données : m = 25 kg, Rt = 0,2 m, R = 0,25 m, J = 0,2 kg·m², ωt = 4π rad/s, x = 2y (poulie mobile à deux brins). La vitesse du câble vaut Rtω, donc la masse monte à la vitesse Rtω/2.

Q41 — 1,256 m/s²

γ = (Rt/2)·dω/dt = (0,2/2) × 4π/1 = 0,4π ≈ 1,257 m/s².

Q42 — 8,79 m

Angle tourné en 8 s = aire sous ω(t) = ωt(0,5 + 6 + 0,5) = 7 × 4π = 28π rad. x = Rt × 28π = 5,6π ≈ 17,59 m et h = x/2 ≈ 8,79 m (17,59 m est la longueur de câble enroulée, pas la hauteur).

Q43 — 125 N

Phase b-c à vitesse constante : la poulie mobile (masse négligée) est tenue par deux brins, 2T = mg, T = 250/2 = 125 N.

Q44 — 148,7 N

Masse : 2T2 − mg = mγ, T2 = 25(10 + 1,257)/2 ≈ 140,7 N (tension du brin côté poulie mobile). Poulie A d'inertie J : (T1 − T2)R = Jθ̈ avec θ̈ = ẍ/R = 2γ/R. T1 = T2 + 2Jγ/R² = 140,7 + 2 × 0,2 × 1,257/0,0625 ≈ 140,7 + 8,0 ≈ 148,7 N (brin côté moteur, attaché à la poulie Rt).

Q45 — Δl0 = mg/(2k)

À l'équilibre, la tension vaut mg/2 dans tout le câble (poulie A sans frottement), et le ressort la transmet : kΔl0 = mg/2.

Q46 — Ep = ½k(x + Δl0)² − mgx/2

Allongement du ressort Δl0 + x ; la masse descend de y = x/2 (axe orienté vers le bas), énergie de pesanteur −mgy = −mgx/2, nulle à l'équilibre.

Q47 — 0,19 s

Énergie cinétique : ½mẏ² + ½Jθ̇² avec θ̇ = ẋ/R = 2ẏ/R, soit ½(m + 4J/R²)ẏ² = ½ × 37,8 ẏ². Énergie potentielle : ½k(2y + Δl0)² − mgy, raideur équivalente 4k. T0 = 2π√(37,8/(4 × 10⁴)) ≈ 0,193 s (0,16 s si l'on oublie l'inertie de la poulie).

Q48 — 200,78 J

L'énergie mécanique se conserve ; à t = 0 la vitesse est nulle, y = 0,1 m, x = 0,2 m, Δl0 = 250/(2 × 10⁴) = 0,0125 m : Em = ½ × 10⁴ × 0,2125² − 250 × 0,2/2 = 225,78 − 25 = 200,78 J (même valeur à T0/4).

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