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PHYSIQUE

TERMINALE S

218 exercices corrigés

ƒ Mécanique (98 exercices corrigés

ƒ Electromagnétisme (65 exercices corrigés)

ƒ Electricité (36 exercices corrigés)

ƒ Mécanique relativiste (19 exercices corrigés) Physique Terminale S Avant-Propos chaambane92@gmail.com

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Ce manuel a pour objectif de mettre à la disposition des enseignant et des élevés de la classe de

terminale S, un outil pédagogique progressif, clairement et abondamment illustré par des nombreux

exercices corrigés, en parfaite adéquation avec le référence de cette classe. Ce manuel vise à permettre s prérequis indispensables à la réussite également de développer leurs compétences pratiques dans le champ disciplinaire relevant du domaine de la physique Cet ouvrage répond à une double nécessité :

- Vous permettre de vous situer dans le programme de BAC en confortant votre solution à celle du corrigée.

meilleures parties. après une bonne démonstration. our les

élèves qui travaillent régulièrement.

- Souligner les mots clés et qui - Si vous coincer sur une question passez à autre chose. - Ne perdez pas beaucoup de temps à tout écrire au brouillon. - Relire avant de remettre la copie.

Je tiens à remercier les écoles (Groupe Scolaire Avenir, Groupe Scolaire Brun Trets et Lycée de Domoni

Anjouan Comores) et, toutes celles et ceux qui voudrons me faire parvenir leurs critiques, remarques ainsi

que leurs suggestion

Mohamed Soibaha CHAAMBANE

AVANT PROPOS

Physique Terminale S Programme chaambane92@gmail.com

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Programme de Physique Terminale C

Mécanique

Chapitre I point matériel

Chapitre II : Relation Fondamental de la Dynamique ( RFD)

Chapitre III : Étude Énergétique

Chapitre V : Oscillateurs Mécaniques

Chapitre VI : Particules à Grande énergie

Électromagnétisme

Chapitre VII : Champ Électrostatique uniforme ۳

Chapitre VIII : Champ magnétique uniforme ۰

Chapitre IX : Loi de Laplace

Chapitre X: Induction Électromagnétique

Chapitre XI: Auto Induction

Électricité

Chapitre XII : Dipôle (R,L)

Chapitre XIII : Dipôle (R,C)

Chapitre XIV : Oscillation électrique (Circuit (L,C) ) Chapitre XV : Circuit (R,L,C) en régime sinusoïdal forcé Physique Terminale S Tableau de Matière chaambane92@gmail.com

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I. 1. Avant-propos.........001

2. Programme de physique de la classe de terminale C ......002

II. Mouvement ..............................................................................005

1. Rappels sur le mouvement 006

2. 007

3. Corrections matériel

III. 011

1. Rappels sur la relation fondamentale de la ...012

2. 013

3. Corrections des exercices sur la relation fondamentale de la dynamique ...128

IV. Relation fondamentale de la dynamique en rotation ..015

1. Rappels sur la relation fondamentale de la dynamique en rotation

2. 017

3. Corrections sur la relation fondamentale de la dynamique

V. Étude énergétique

1. Étude 022

2. Étude .023

3. Étude ...141

VI. Mouvement

1. ...026

2. Exercices sur ...027

3. 146

VII. ...........032

1. 033

2. 035

3. Corrections sur les exercices sur le champ de gravitation ..156

1. 040

2. 042

3. Corrections sur les exercices sur le champ électrique uniforme 163

IX. Mouvement ...045

1. ..046

2. 050

3. Corrections sur les exercices sur le champ magnétique unifo....168

X. Loi de Laplace et Induction 061

1. Rappels sur la Loi de Laplace et Induction Électromagnétisme

2. Exercices sur la Loi de Laplace et Induction Électromagnétisme

3. Corrections sur la Loi de Laplace et Induction Électromagnétisme

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XI.

1. .072

2. 073

3. ...196

XII. 076

1. Rappels sur le dipôle (077

2. Exercices sur le dipôle (R078

3. Corrections des exercices sur le dipôle ..200

XIII. Dipôle 080

1. Rappels sur le dipôle (R.C... 081

2. Exercices sur le dipôle (R.C..

3. Corrections des exercices sur le dipôle (R.C204

XIV. ..084

1. ...085

2. Exercices sur l088

3. Corrections des exercices sur les oscillateurs mécaniques...208

XV. Oscillations électriques ( ci097

1. ...098

2. Exercices sur le circuit (L.C

3. ..227

XVI. Circuit ..101

1. Rappels sur le circuit (R.L.C) en régime sinusoï

2. Exercices sur le circuit (R.L.C) en régime sinusoïd

3. Corrections des exercices sur le circuit (R.L.C) en régime sinusoïdal forcé...

XVII.

1. Rappels sur Radioactivité et Particules à grande énergie ....110

2. Exercices sur Radioactivité et Particules à grande énergie ...113

3. Corrections des exercices sur Radioactivité et Particules à grande énergie....240

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Mécanique

Rappel

I. Étude

1. Vecteur Position : ܯܱ

3. Vecteur accélération :

Remarque :

Vitesse moyenne :

La vitesse moyenne du mobile entre les instants ݐଵ et

II. Etude de quelques mouvements cinématique

1. Mouvement de translation et de rotation uniforme

a)) Mouvement rectiligne uniforme (MRU)

Equation horaire (loi horaire)

b)) Mouvement circulaire uniforme (MCU) Période T: est le temps nécessaire au bout duquel le point matériel où ܽ ௗ௧ due à la variation du module du vecteur vitesse et due au changement de direction de ݒԦ

Remarque:

de montrer que ܽԦൌܽேܰ

Caractéristiques du vecteur accélération

Pour un mouvement circulaire uniforme :

2. Mouvement de translation et rotation varié

a)) Mouvement rectiligne uniformément varié (MRUV)

Lois horaires du mouvement

ݐ଴ൌ-, alors :

Relation indépendante du temps (R.T.I):

b)) Mouvement circulaire uniformément varié (MCUV)

ݐ଴ൌ-, alors :

Relation indépendante du temps (RIT):

Remarque

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Mécanique

EXERCICICE 01

On étudie le mouvement d'un mobile ponctuel M sur un axe (O ; i). Ses caractéristiques sont les suivantes: accélération: a= 4 ms-² ; abscisse initiale: xo=1 m; vitesse initiale : vo= - 3 ms-1.

1. Quelle est la nature de ce mouvement ?

2. Ecrire les expressions des vecteurs accélération, vitesse et

3. Ecrire les équations horaires du mouvement.

Représenter graphiquement x(t), v(t) et a(t).

4. Déterminer les dates auxquelles le mobile passe à

l'origine O. Quel est alors sa vitesse?

Distinguer deux phases dans le mouvement.

5. Au cours de son évolution, le mobile change-t-il de sens

de parcours ? Si oui, donner la date et la position correspondant à ce changement ?

EXERCICE 02

sa norme et sa position à t=1,5s.

3. Déterminer les composantes du vecteur vitesse ainsi que

le vecteur accélération du mobile: a)) Lorsque ce point passe par le sommet de sa trajectoire. b)) Lorsque ce point rencontre le plan z = 0. b)) Déterminer les composante tangentielle et normale du vecteur accélération. c)) Déterminer le rayon de courbure de la trajectoire

EXERCICE 03

Un point M est repéré, par rapport au repère R(O,ÇԦ ,ଌԦ sion de la trajectoire et celle de la vitesse du point M. b)) Quelle est la nature du mouvement ? Justifier.

3. a)) Déterminer la composante tangentielle de ܽ

b)) En déduire la compos la trajectoire en fonction du temps t.

EXERCICE 04

tant t est préciser sa nature. b)) En déduire les composantes cartésienne du vecteur indépendant du repère étudié.

EXERCICE 05

et préciser sa nature.

4. Calculer la valeur minimale du rayon de la courbure R.

5. Représenter graphiquement la trajectoire de M et en déduire la

vitesse de M aux points particuliers de la trajectoire.

EXERCICE 06

Dans un relais 4x100, un coureur arrive avec un mouvement

1. En prenant comme origine des espaces la position du

distances respectives parcourues par les deux coureurs.

Quelle distance aurait il parcouru ?

EXERCICE 07

Une automobile démarre lorsque le feu passe au vert avec une conducteur maintient sa vitesse constante. Lorsque le feu passe au distance ݀ൌ--݉ du feu avant celui-ci, il maintient sa vitesse Physique Terminale S chaambane92@gmail.com

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Mécanique

constante. Dans un premier temps, le camion va doubler -ci va le dépasser. et du camion respectivement.

4. Représenter graphiquement les trajectoires de

ération a(t).

5. a)) Si le camion roulait à la vitesse v2 = 30,6km/h

pourrait-ème qui sépare le

EXERCICE 08

Les mouvements du train et du voyageur considéré dans ce problème ont des trajectoires rectilignes parallèles. constante de valeur v = 6 ms-1 ; quand il est à 20 mètres du dernier wagon le train démarre avec une accélération constante de 1m/s2.

1. Ecrire les équations horaires du voyageur et du dernier

wagon considérés comme des points matériels.

2. Montrer que le voyageur ne peut pas rattraper le train.

3. Quelle sera la distance minimale entre le voyageur et le

dernier wagon ?

EXERCICE 09

constante de 86,4 km/h. freiner simultanément.

1. Montrer que les véhicules se heurtent.

2. Déterminer leur vitesse relative au moment du choc.

3. Quelle aurait dû être, la décélération minimale du second

véhicule pour éviter le choc ?

EXERCICE 10

On étudie le mouvement de chute suivant une même verticale de deux billes assimilables à des points matériels. On admet que les mouvements sont uniformément variés. Le vecteur accélération est vertical est dirigé de haut vers le bas. sol comme origine des espaces.

A quelle date atteinte elle ce maximum ?

2. Trois seconde après le départ de la bille A, on lance une

deuxième bille B verticalement à partir du même point O avec du mouvement de B dans le même repère. Quand et où les deux billes se rencontre-elles ?

EXERCICE 11

nt rectiligne part sans vitesse. Le uniformément retardé, parcourt Quelle sont, la durée du mouvement et la distance parcourue.

EXERCICE 12

Une automobile initialement au repos est soumise à une suivent le conducteur maintient sa vitesse constante. En fin te après 8m de freinage.

1. Calculer la distance †ଵ parcourue pendant la phase

on ƒଷ décélération et la durée de cette phase.

4. Calculer la durée totale du mouvement et la distance totale

parcourue par le véhicule.

EXERCICE 13

Une automobile est en mouvement rectiligne horizontal. croit de 0 à 20ms-1. ms-2.

Déduire de ces données :

a)) Le temps pendant lequel le mobile est freiné. b)) La distance parcourue à vitesse constante. c)) La durée totale du trajet.

EXERCICE 14

des travaux, un train arrivant en A avec une vitesse de module

égal à 54km/h à la marche suivante :

- De A à B, tel que AB = 125m, un mouvement uniformément retardé réduisant la vitesse en B à la valeur de 36km/h ; - De B en C, pendant 1mn un mouvement uniforme ; Physique Terminale S chaambane92@gmail.com

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Mécanique

- De C en D, un mouvement uniformément accéléré tel que la vitesse reprenne la valeur de 54 km/h en 20s.

1. Déterminer les équations horaires des trois phrases et

EXERCICE 15

voiture expérimentale part du point A sans vitesse initiale, se déplace le long de ABCD selon les phases suivantes : -A-ƒଵ=0,1m/s2 ; - phase2 : B-C : mouvement uniforme pendant 14mins;

La vitesse de la voiture est nulle en D.

1. Calculer la vitesse maximum acquise par la voiture au

cours de son parcours.

2. Calculer le temps mis par la voiture pour faire le trajet ABCD.

3. Calculer les distances AB, BC et CD.

4. Déterminer la vitesse moyenne de la voiture sur le trajet AD.

5. Ecrire les équations horaires du mouvement correspondant aux

trois phases.

6. Construire le diagramme des abscisses x(t), de la vitesse v(t) et

EXERCICE 16

1. Une rame de métro est soumise dès son départ à une

accélération constante. Au début de son mouvement, elle pénètre dans un tunnel avec une vitesse ˜଴ et parcourt à partir de Puis elle parcourt 32m pendant les deux secondes suivantes. On prendra pour origine des abscisses (x) le début du tunnel. b)) En déduire les valeurs de la vitesse ˜଴ de la rame. La rame de métro roule à vitesse constante pendant 30s (Ʌସ).

Ʌସ et la distance

parcourue entre Ʌଷ et Ʌସ a)) Calculer la distance parcourue pendant cette phase ( Ʌହ). b)) Calculer la distance totale séparant les deux stations.

EXERCICE 17

Une rame de métro effectue un trajet entre deux stations. Partant de la première station, le conducteur lance sa rame avec une station, le conducteur coupe définitivement le courant. Différentes la distance ݀ൌͳͷ--݉.

1. Ecrire les équations horaires du mouvement correspondant

aux deux phases. b)) Montrer que : En déduire la vitesse maximale de la rame entre les deux stations.

4. En utilisant les résultats de trois premières questions,

Mouvement circulaire uniforme

EXERCICE 18

1. Un point matériel M a une trajectoire circulaire de rayon R.

centripète). a)) Montrer que le mouvement est circulaire uniforme. b)) Sachant que la période T = 0,4Ɏs, quel est le rayon R du cercle trajectoire. a)) Montrer que la vitesse de M est constante et la calculer. c)) Quelle est la nature de la trajectoire de M ? Donner les caractéristiques du vecteur accélération.

EXERCICE 19

Un point M décrit un cercle de rayon r = 5cm, est repéré a)) En déduire la vitesse angulaire, la fréquence et la période du mouvement. b)) Quel est le mouvement de m, projection de M sur 0x. d)) Quel est le module de la vitesse ? Physique Terminale S chaambane92@gmail.com

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Mécanique

e)) Quelle est la nature du mouvement de M. Déterminer le vecteur accélération. Quelle est sa direction ?

Mouvement circulaire uniformément varié

EXERCICE 20

mouvement est circulaire uniformément accéléré. temps entre 0 et 4s ?

3. Quelle est la vitesse angulaire à t= 3 s ?

Quel est le nombre de tours effectués entre 0 et 4s ?

EXERCICE 21

Une roue, immobile au départ est accélérée de telle sorte que sa Après avoir tourné un certain temps à cette vitesse, la roue est freinée réguliè Le nombre total de tours étant 1560, calculer la durée totale de rotation.

EXERCICE 22

3. Lancé à vitesse ci-

au bout de 2s. a)) Calculer sa nouvelle accélération. b)) c)) Quel est le nombre de tours complets effectués pendent cette 2ème phase du mouvement.

EXERCICE 23

Un disque est a

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