Modèle de concours d'accès en 1re année du cycle ingénieur pour les titulaires du DEUG — École Hassania des Travaux Publics (EHTP) — session du 1er juillet 2016 — épreuve de physique

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CONCOURS D'ACCES ‏لاع‎ 179 ANNEE
POUR LES TITULAIRES DU
DEUG EN SCIENCES ‏ناه‎ EQUIVALENT
EDITION 2016
EHTP
EPREUVE DE PHYSIQUE
Durée 3h
Vendredi 01 Juillet 2016

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nt ‏عمل‎ 0
I. Un solide (S) est constitué par un cylindre (C) plein de hauteur h, dé ‏بلي‎ de même
volumique uniforme ‏رم‎ à la base duquel on à fixé un hémisphère (H) ١
rayon R, de masse volumique uniforme ‏وم‎ (Voir figure 1)
27
em
Figure 1 Figure 2
1. Déterminer O:1G4 où 6 est la position du centre d'inertie de l'hémisphère (H).
. Déterminer 0165 où Gs est la position du centre d'inertie du solide (S).
3. À quelle condition liant h,R, ‏دم‎ et ‏دم‎ le centre d'inertie ‏و6‎ est-il confondu avec le
Centre de l'hémisphère Ou.
4. Le solide (S) reste en contact avec un plan horizontal comme l'indique la figure (2).
L'ergie € est l'angle entre l'axe du cylindre (G,Y1) et l'axe vertical (GsY2) parallèle à
(O Y). Ecrire l'équation de liaison. Donner le type de liaison.
5. Maintenant le solide (S), étant initialement immobile, est mis en rotation autour d'un
axe fixe. Il est soumis à un couple moteur constant de moment © par rapport à l'axe,
et à un couple résistant de moment par rapport à l'axe de la forme À &, w étant la
vitesse angulaire du solide (S) et À un coefficient constant. On prendra 3 comme le
moment d'inertie du solide par rapport à l'axe de rotation. Déterminer la loi de variation
de w en fonction du temps.
11. On considère les deux circuits (a) et (b) suivants :
th
r Charge ‏تن‎
Charge
R’
Circuit (a) Circuit ‏رط‎
‎Données : ‏رعرع 6 > رع‎ = 2 E,R=R,R= R=R=2R
1. Déterminer E’ et R’ en fonction de ‏ع‎ e
ou à
Courant : 1 = [' (ou R pour que la Charge absorbe le même
مح

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par un condasateur C1 en serie avec deux
11 C3), determiner en fonction des
es ‏ع و9‎ Qs des 3
- 20,0 © €.
nction de E, R et ‏ع‎
3, Etant donnè que ‏ها‎ charge est formée
cnndasateurs Ca et C: en parallele (C2 ,
données, la tension an ainsi que les charges ec
condensateurs, en régime permanent. On donne : : Cent
3. Exterminer les expressions des courants : ‏بدا يدا‎ is, ‏ما‎ © 15
en regime permanent,
111, Soit le circuit :
Avant l'instant t=0, le circuit est en régime permanent et les interrupteurs : ‏دكا‎ ouvert,
K: fermé et ‏وكا‎ ouvert. On ferme l'interrupteur K1 à l'instant t=0.
1. Calculer l'intensité du courant i juste avant )1)0 (( et juste après (i(0*+)) la
Fermeture de l'interrupteur ‏.دا‎
‎2. Ecrire la loi des nœuds en B et en C
3. Exprimer ‏با بدا‎ et is en fonction de va et/ou va.
4. Déterminer i(t).
5. Calculer la constante du temps + du circuit.
6. On ferme à l'instant t= 15 l'interrupteur K3 et on ouvre l'interrupteur Ka.
Déterminer l'intensité du courant ‏أ‎ juste après t=1s, et le courant enrégime
Permanent qu'on notera respectivement : i(1*) et (iper). On donne Is= 3A
IV, Une diode à vide est constituée de deux armatures métalliques cylindriques de même
axe (Oz) et de hauteur h. l'armature intérieure est un filament de rayon ‏نكا‎ négligeable
devant le rayon R2 de la seconde armature. Ce filament, chauffé, est susceptible
d'émettre des électrons (de charge — e et de masse m) avec une vitesse initiale
négligeable.
1:

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Ali de est rave
par un cou Générateur de force électromotrice U (70): 4 8 0 est dre
. ont l'orientat: indiquée ci-contre. L'armatu 1 ns ve
potentiel : nur on est indiquée ci-contre. é :
zéro. On s'intéresse au régime permanent. Le mouvement £ee ‏وم‎ l'intérieur
l'armature extérieur: i
© de là diode crée une charge d'espace de den ial :
de la diode et une densité volumique de Courant définie par le vecteur re
‏ف‎ ْ 1)0-1)06
‏نا‎ r désigne la Composante radiale du vecteur
T= OM des
(On néglige donc tout « effet de bord » dû à la valeur finie de la hauteur 8
armatures),
fonction
1. Quelle est l'expression de la densité volumique de courant électrique j(r) en
du courant I? tiel V(r)
2. Exprimer la valeur v j 1 en fonction du potentie .
(r) de la vitesse des électrons V() à l'intérieur de la
3. En déduire l'équation différentielle vérifiée par le potentiel
diode. 1
blème.
4. Montrer qu'une solution de la forme V(r) = ‏تع .م‎ est compatible avecce pro
Déterminer les constantes A et a.
En désignant par
U=V(R 2) — V(R:)= V(R2)
La différence de potentiel entre les armatures, tracer la caractéristique 1=f(U) de ce
dipôle.
5. Quelle est la puissance volumique fournie par le champ éclectique aux charges en
mouvement ? En déduire la puissance totale P absorbée par la diode.
6, Préciser les valeurs numériques de I et P pour U=200 Volts et R= ‏ىا‎
7. Le générateur de tension continue est remplacé par un générateur de tension
51005010316 d'amplitude ‏.نا‎ Quelle est l'allure du chronogramme du courant I(t)
traversant le circuit ? On admettra que les résultats trouvés précédemment en régime
permanent restent valables en régime variable.