EXERCICES PROBLEMES PHYSIQUE MPSI PCSI PTSI
Plus de 300 exercices et extraits de concours corrigés tion fondamentale de la dynamique puis le théorème du moment cinétique en O.
Cinématique et dynamique du point matériel (Cours et exercices
forces centrales. À la fin de ce polycopié nous proposons quelques exercices corrigés. Page 6. Calcul vectoriel.
Exercices et Contrôles Corrigés de Mécanique du Point Matériel
On se propose de traiter dans cet exercice le déplacement élémentaire dans les trois Soit R le rayon du globe terrestre et ? sa vitesse angulaire.
TD Gravitation dynamique dans le référentiel terrestre Exercices de
kg-2 ; Terre (symbole T) : masse MT ? 5.977 1024 kg ; rayon RT = 6371 km ; vitesse angulaire de rotation ?T = 7.29 10-5 rad.s-1. Exercices de cours. Champ
Polycopié dexercices et examens résolus: Mécanique du point
Caractériser le vecteur vitesse de la balle lors de son impact sur le sol. Corrigé : 1. La méthode est rigoureusement la même que pour l'exercice de
exercices incontournables
19 avr. 2017 Coriolis pour appliquer le principe fondamental de la dynamique dans le référentiel ... Le référentiel terrestre d'origine G est galiléen.
Problèmes de physique de concours corrigés – 1ère année de
où g0 désigne le champ de pesanteur terrestre au niveau du sol. Cet exercice présente l'expérience historique de diffusion d'une particule alpha (noyau ...
CAHIER COURS SIMPLIFIES 100 EXERCICES CORRIGES
V. LA DYNAMIQUE… Mouvement d'un projectile dans le champ de gravitation terrestre…………….. 141 ... Corrigés des exercices 1.7 à 1.12: Exercice1.7 :.
M11 – RÉFÉRENTIEL GÉOCENTRIQUE ET RÉFÉRENTIEL
I Dynamique dans le référentiel Géocentrique – Marées d'attraction terrestre (Cf. schéma p. ... Soit S = {Mm} un point matériel du globe terrestre.
DM no2 – Dynamique Newtonienne
Dans toute la suite S est fixe dans le référentiel terrestre supposé galiléen On reprend les données de l'exercice précédent en supposant
mécanique du point - Dynamique en référentiel non galiléen
Exercices télécharger les énoncés au format PDF (241 ko) ; Corrigés des exercices télécharger les réponses au format PDF (40 ko) ; Source latex et images
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21 sept 2017 · Prérequis MPSI pour cet exercice: notion de moment d'inertie d'un solide et théorème du moment cinétique4 Une tige métallique homogène de masse
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Faculté des Sciences Semlalia Département de Physique Exercices et Contrôles Corrigés de Mécanique du Point Matériel Pr M EL KACIMI Septembre 2015
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19 avr 2017 · 1 4 : Dynamique en référentiel tournant (MP) 12 2 Mécanique du solide Le référentiel terrestre d'origine G est galiléen
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Exercice 1 2 : Équation du premier ordre avec second membre le puits par rapport au référentiel terrestre supposé galiléen sous le seul effet
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MPSI - Exercices - Mécanique II - Dynamique en référentiel non galiéen page 1/2 Dynamique en référentiel non galiéen Exercice 1 Pendule dans un camion
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100 EXERCICES CORRIGES (Enoncés en arabe et en français) LEXIQUE DE TERMINOLOGIE (français-arabe Arabe-français) Destiné aux étudiants de première
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Physique
exercices incontournablesTP16-0423-Book1 19/04/2017 11:32 Page ii
TP16-0423-Book1 19/04/2017 11:32 Page iii
MPMP*PTPT*
JEAN-NOËLBEURY
Physique
exercices incontournables 3 eÉDITION
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Table des matières
Partie 1
M´ecanique
1. Référentiels non galiléens 3
2. Mécanique du solide 17
Partie 2
´Electronique
3. ALI-Oscillateurs 29
4. Signaux périodiques 44
5. Électronique numérique 49
Partie 3
Optique ondulatoire
6. Interférences 59
Partie 4
Électromagnétisme
7. Électrostatique 93
8. Magnétostatique 120
9. Équationsde Maxwell- Énergieduchampélectromagnétique 131
10. Propagation 143
Partie 5
Thermodynamique
11. Systèmes ouverts en régime stationnaire 191
12. Transferts thermiques 207
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Table des matières
13. Statique des fluides 235
14. Fluide en écoulement 241
15. Thermodynamique industrielle 252
Partie 6
Physique quantique
16. Approche ondulatoire de la mécanique quantique 285
Partie 7
Thermodynamique statistique
17. Facteur de Boltzmann 319
Index 327
Les énoncés dans lesquels apparaît un astérisque annoncent des exercices plus difficiles.TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 1
Partie 1
M´ecanique
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1. Référentiels non galiléens 3
1.1 : Bille dans un tube (MP) 3
1.2 : Sismographe (MP) 6
1.3 : Circonférence en rotation et anneau (MP) 9
1.4 : Dynamique en référentiel tournant (MP) 12
2. Mécanique du solide 17
2.1 : Déplacement d"un solide sur un plan horizontal (MP) 17
2.2 : Détermination d"un coefficient de frottement (MP) 23
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1Référentielsnon galiléens
Exercice 1.1 : Bille dans un tube (MP)
On considère un solideMde massemsusceptible de glisser sans frottement à l"intérieur d"un tube parallélépipédique d"extrémitéO. Les grandeursr 0 =OM 0 etv 0 caractérisent la position et la vitesse deMà l"instant initialt=0dansle repère lié au tube. Le tube de longueur 2?est dans le plan horizontal et tourne autour de l"axeOzvertical à la vitesse angulaireωconstante.1.Déterminer l"équation différentielle enrdu mouvement deM.
2.Calculer le tempsτque mettraMpour sortir du tube avec?=0,1 m;r
00,01 m;v
0 =0 m.s -1 etω=2rad.s -13.Un ressort enfilé dans le tube est fixé à son extrémité enOet à son autre
extrémité au solideM. La longueur à vide du ressort est 2r 0 . Discuter la nature du mouvement deMsuivant la valeur deω.Analyse du problème
Cet exercice traite du mouvement relatif d"un point matériel. Il faut bien définirle référentiel absolu (considéré comme galiléen) et le référentiel relatif (considéré
comme non galiléen). Le bilan des forces se fait en travaillant d"abord dans le ré- férentiel galiléen. Il faut rajouter ensuite les forces d"inertie d"entraînement et de Coriolis pour appliquer le principe fondamental de la dynamique dans le référentiel non galiléen. 1. ?u r ?u ?u z q Oxy M q © Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 3TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 4
Partie 1
Mécanique
Système :Bille de massem.
Référentiels :?
0O;?i,?j,?k,t?galiléen et?=?
O;?u r ,?u ,?k,t? non galiléen.Le vecteur rotation instantané de
?par rapport à? 0 vaut :?ω 0 =ω?k.Le mouvement relatif dans?s"écrit :
-→OM=r?u r ;?v(M) =r?u r et ?a(M) =¨r?u rLe vecteur unitaire?u
r est fixe dans?. La dérivée par rapport au temps der?u r dans ?donne bienr?u rBilan des forces :
Le mouvement se fait sans frottement, la réaction du support est donc or- thogonale au petit déplacement de la bille par rapport au tube. La réaction du support a donc une composante nulle sur ?u r .La réaction du support est donc ?R=R 1 ?u +R 2 ?kLe poids de la massemest :
?P=m?gLa force d"inertie d"entraînement est :
?f ie (M)=mω 2 -→OMLa force d"inertie de Coriolis :
?f ic (M)=-2m?ω 0 ??v(M) =-2mωr?u Principe fondamental de la dynamique (PFD) dans le référentiel non galiléen : m?a(M) =?R+?P+?f ie +?f icLa projection dans la base
?u r ,?u ,?k?donne : ??????m¨r=mω 2 r 0=R 1 -2mωr 0=R 2 -mg L"équation différentielle du mouvement s"obtient à partir de la première projection du PFD :¨r-ω
2 r=0 4TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 5
Chapitre 1
Référentiels non galiléens
2.L"équation caractéristique s"écrit :x
2 2 =0.On en déduit alors x=±ω La solution de l"équation différentielle s"écrit donc : r=Aexp(ωt)+Bexp(-ωt) La dérivée derpar rapport au temps est :r=Aωexp(ωt)-Bωexp(-ωt).Àt=0,r(0)=r
0 etr(0)=v 0 On a deux équations pour déterminer les constantes d"intégrationAetB: ????A+B=r 0 (éq. 1)Aω-Bω=v
0 (éq. 2) On fait les combinaisons linéaires suivantes :(1)ω+(2)et(1)ω-(2).On a alors :
????2Aω=r 0ω+v
02Bω=r
0ω-v
0 .D"où : ???????A=r 0ω+v
0 2ω B=r 0ω-v
0 2ωLa bille quitte le tube pourr=?.Soit :
1 2? r 0 +v 0 exp (ωt)+12? r 0 -v 0 exp (-ωt)=? On pose :X=exp(ωt).En multipliant parexp(ωt),on est ramené à uneéquation du second degré :
1 2? r 0 +v 0 X 2 +1 2? r 0 -v 0 =?X La résolution numérique donne :X=19,95ett=1,5s.3.L"équation différentielle s"écrit :
m¨r=mω 2 r-k(r-2r 0Elle se met sous la forme :
¨r-?
2 -k m? r=2kr 0 m k m, le système diverge. k m, on a l"équation d"un oscillateur harmonique. Ces deux résultats sont prévisibles physiquement. Si la constante de raideur est très petite, alors la force d"inertie d"entraînement l"emporte devant la force exercée par le ressort. Comme ?f ie est centrifuge, on prévoit bien un système qui diverge. © Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 5TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 6
Partie 1
Mécanique
Exercice 1.2 : Sismographe (MP)
La partie sensible du sismographe est une masse munie d"un index et d"une tige. Cet ensemble de massemassujetti à se déplacer verticalement est suspendu à un ressort. Le ressort est fixé enAsur un bâti. La partie sensible (masse + index + tige) est par ailleurs reliée à un amortisseur qui exerce une force de frottement fluide-λ?Voù?Vest le vecteur vitesse de la masse dans le référentiel lié au bâti. Le référentiel terrestre d"origineGest galiléen. Un tremblement de terre est modélisé par une vibration verticale harmonique de translation :S(t)=S 0 cos(ωt)oùS(t) repère le déplacement vertical du sol par rapport au référentiel galiléen du lieu. On définitH(t)=h(t)-h eq la grandeur qui repère le déplacement de la massempar rapport au repos dans le référentiel lié au bâti. S(t) h(t) G O y X xA partie sensible de masse m1.Établir l"équation différentielle enH(t) du mouvement de la masse. Quel est
le sens physique de la pulsation propreω 0 et du facteur de qualitéQ?2.On représente graphiquement????H
S ????en fonction deω(rad.s -1 6TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 7
Chapitre 1
Référentiels non galiléens
L"étude du spectre de Fourier des vibrations sismiques montre que leurs périodes gie transportée par des ondes longitudinales, assez loin de l"épicentre, est dans le domaine de période allant de 1 s à 10 s. On souhaite une réponse uniforme de l"appareil dans la gamme de fréquence correspondante. Comment doit-on choisir 0 etQ? Quel est l"inconvénient majeur? Comment doit-on choisir la masse?Analyse du problème
Cet exercice traite du mouvement relatif d"un point matériel. Il faut bien définirle référentiel absolu (considéré comme galiléen) et le référentiel relatif (considéré
comme non galiléen). Le bilan des forces se fait en travaillant d"abord dans le ré- férentiel galiléen. Il faut rajouter ensuite les forces d"inertie d"entraînement et de Coriolis pour appliquer le principe fondamental de la dynamique dans le référentiel non galiléen. 1. O yY x A eq D M S(t) h(t) G O yY X xA DM reposau de terretremblementSystème :Point matérielMde massem.
Référentiels :Le référentiel terrestre? 0 =?G;?u x ,?u y ,?u z ,t?est galiléen.Le référentiel lié au bâti
?=?O;?u x ,?u y ,?u z ,t?est non galiléen.?est en translation par rapport à 0 ,donc?ω 0 =?0.Bilan des forces :
Force exercée par le ressort :
?F=k((D-h)-? 0 )?u y © Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit. 7TP16-0423-Book1 21/04/2017 12:6 Page 8
Partie 1
Mécanique
quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40[PDF] référentiel non galiléen exercice corrigé
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