Mouvement rectiligne sinusoïdal
Mouvement rectiligne sinusoïdal Série d’exercices - Enoncés Exercice 1 On considère les courbes suivantes de l’accélération, la vitesse et l’élongation d’un mouvement d’un mobile (M) en fonction du temps (Figure ci-dessous) (1 DIV horizontale 0,5) et (1DIV verticale 0,5) 1) Donner la nature du mouvement
Le mouvement rectiligne sinusoïdale
Il effectu donc un mouvement rectiligne sinusoidal avec une pulsation ω = 20 rad s-1 1) Ecrire l’équation horaire du mouvement 2) A quel instant le mobile (c) passe t-il pour la première fois par sa position d’équilibre 3) Calculer sa vitesse à cet instant Tracer les courbes dans la page suivante Le mouvement rectiligne
A - GENERALITES SUR LES MOUVEMENTS RECTILIGNES
Amplitude xm du mouvement rectiligne sinusoïdal (Fig 5) Le cosinus ou le sinus d’un angle est sans unité et compris entre -1 et +1, par conséquent la constante x m est un espace et l’élongation x du mobile est comprise entre – x m et +x m :
LES OSCILLATEURS MÉCANIQUES ???? ???????? P???? - CACSUP
1) Mouvement rectiligne sinusoïdal : a) Définition : Un point matériel est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal lorsqu’il effectue des mouvements de va-et-vient autour d’une position moyenne b) Equation horaire : L’équation horaire d’un mouvement rectiligne sinusoïdal est de la forme x ( P) = ???? I
République Tunisienne Ministère de l’Éducation PHYSIQUE
Etablir, pour un mouvement rectiligne uni- formément varié, la relation : v 2 2 - v 1 2 = 2a (x 2-x 1) Caractériser un mouvement rectiligne sinu- soïdal par son amplitude X m et sa période T Etablir la relation (a + ω 2 x = 0) entre l'accé-lération a et l'élongation x d'un mobile en mouvement rectiligne sinusoïdal
TD CINEMATIQUE EXERCICE 1 : 1) 2) 3) 4)
Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal L’axe support de la trajectoire est l’axe (x’Ox) d’origine O centre du mouvement A l’instant de date t = 0 pris comme origine des dates, l’abscisse du mobile est égale à 2,8 cm et sa vitesse vaut 4,41 cm/s Le mobile met 2,0 s pour effectuer une oscillation complète
Exercices d’application corrigés Des Sujets Commentés et Corrigés
Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal sur un axe xx’ 4 1 Sachant que sa fréquence est N = 2/3 Hz et son amplitude Xm = 5 cm, déterminer T et ω 4 2 Ecrire l’équation horaire du mouvement sachant qu’à la date t = 0, le mobile passe par l’élongation nulle en allant dans le sens positif
leçon 19 physique les systèmes mécaniques oscillants
Question : Quelle est la nature du mouvement ? le mouvement est rectiligne sinusoïdal , ou bien , on dit que l’oscillateur est harmonique c) solution de léquation On admet que la solution de l’équation différentielle peut s’écrire sous la forme x A cos( t ) Z M 0 avec A (m) : l’amplitude du mouvement Z 0 (rad/s): pulsation propre
MECANIQUE DU POINT MATERIEL - التعليم الجامعي
AHMED FIZAZI Maître assistant chargé de cours CAHIER De la (Version en Français) COURS SIMPLIFIES 100 EXERCICES CORRIGES (Enoncés en arabe et en français)
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Exercices d"application corrigés Des Sujets Commentés et Corrigés
CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
1SUJET 1
Exercice 1:
Une masse mA = 18 g de propan-1-ol (compos A) est trait par une solution de dichromate depotassium. On obtient un mlange de deux composs B et C. En prsence de B, le ractif de schiff
devient rose. Le compos C est un acide carboxylique.1.1 Donner les noms et les formules semi-dveloppes de B et C.
1.2 Donner les quations-bilans des ractions permettant de passer de A B, puis de B C sachant
quÔelles font intervenir le couple Cr2O72- / Cr3+ en milieu acide.1.3 On obtient une masse m
C = 14,8 g du compos C. Calculer la masse de B restant dans le mlange sachant que toute la masse du propan-1-ol a ragi.Exercice 2:
On considre un acide carboxylique chane sature A et un alcool sature B. Soient n le nombre
dÔatomes de carbone du radical alkyle R- fix au groupement fonctionnel carboxylique et nÔ le
nombre dÔatomes de carbone du radical alkyle RÔ- fix au groupement fonctionnel alcool.2.1 Exprimer respectivement les formules de A et B en fonction de n et de nÔ.
2.2 Le compos A est estrifi par B. A partir des formules trouves en 2.1, crire lÔquation de
cette raction, en explicitant en fonction de n et de nÔ la formule semi-dveloppe du compos
organique E forme.2.3 Pour n = 3, la masse molaire molculaire de E est 130 g/mol. En dduire nÔ et prciser la formule
brute de E.2.4 En ralit, A possde une chane sature avec une ramification et lÔoxydation mnage de B
conduit la formation dÔun compos C qui donne un prcipit jaune avec la 2,4-DNPH et ne rosit pas
le ractif de schiff.Ecrire alors la raction dÔestrification de A et B en utilisant les formules semi-dveloppes.
Donner les noms de A, B, C et D.
Exercice 3:
Un mobile est anim dÔun mouvement rectiligne sinuso"dal de priode T = 0,2 s. A la date t = 0 s, il
passe par lÔorigine des longations avec une vitesse de mesure algbrique v = 0,4 p m/s.3.1 Ecrire lÔquation horaire du mouvement du mobile.
3.2 A quel instant le mobile passe-t-il pour la premire fois par lÔlongation x = - 2 cm en allant dans
le sens positif ? Trouver la vitesse et lÔacclration du mobile cet instant.Exercice 4:
Un oscillateur mcanique horizontal est constitu dÔun ressort de raideur K = 25 N/m dont une
extrmit est fixe un support et lÔautre relie un solide (S) de masse m = 1 kg.
4.1 On carte le solide (S) dÔune distance a = 6 cm de sa position dÔquilibre stable et on lÔabandonne
sans vitesse initiale. Quelle est la nature de lÔoscillateur ? Justifier.4.2 Dterminer sa priode et son abscisse tout instant sachant quÔ t = 0, le mobile est
lÔlongation maximale. norme v0 = 0,26 m/s, dirige vers la position dÔquilibre.4.3.1 Donner la nouvelle quation horaire et calculer sa priode.
4.3.2 A quelle date et avec quelle vitesse le solide (S) repasse pour la deuxime fois par sa
position dÔquilibre ?CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
2SUJET 2
Exercice 1:
On mlange une masse m1 = 6 g de propan-1-ol et une masse m2 = 6 g dÔacide thano"que.1.1 Ecrire lÔquation qui traduit la raction dÔestrification.
1.2 Lorsque lÔquilibre est atteint, lÔanalyse montre quÔil sÔest form une masse m3 = 6,8 g dÔester.
1.2.1 Calculer lÔquilibre le nombre de moles dÔeau, dÔacide thano"que et de propan-1-ol
prsents dans le mlange.1.2.2 Quelle est la fraction dÔalcool estrifi ?
Exercice 2:
2.1 On fait ragir le chlorure de thionyle sur lÔacide propano"que (not A) pour obtenir un corps
organique B. Donner la formule semi-dveloppe et le nom de B.2.2 On fait ragir entirement 0,1 mol de B avec un excs dÔamine primaire sature; on obtient un
driv du compos A qui prcipite de faon totale. La masse du prcipit obtenu est 8,7 g.
Dterminer la formule semi-dveloppe et le nom de lÔamine utilise.Exercice 3:
Les quations horaires du mouvement dÔun mobile M dans un repre (O, ir, j ) sont : x (t) = t et y (t) = t2 - 4 t + 3
3.1 Dterminer lÔquation de la trajectoire du mobile M.
3.2 Dterminer les composantes et lÔintensit du vecteur vitesse chaque instant.
3.3 Dterminer les valeurs de lÔacclration tangentielle puis de lÔacclration normale lÔinstant de
date t = 0 s.3.4 Entre quelles dates le mouvement est-il acclr ? retard ?
Exercice 4:
4.1 On considre un faisceau dÔlectrons mis partir du filament dÔun canon lectrons dÔun
oscilloscope. Ces lectrons sont mis avec une vitesse initiale nulle et sont acclrs par une
tension U rglable tablie entre le filament et lÔanode A du canon lectrons. y U + + + + + + + + P 1 d O0vr x
Filament - - - - - - - - - P
2 L D4.2.1 Etablir lÔquation du mouvement dÔun lectron entre les armatures du condensateur
4.2.2 Quelle est la condition dÔmergence du faisceau dÔlectrons?
4.2.3 Un cran est dispos une distance D du milieu du condensateur. Montrer que la
dviation verticale du faisceau dÔlectrons sur lÔcran est proportionnelle la tension U1.
4.2.4 La valeur du calibre de la voie verticale est vaut s = 10 V/cm avec
yUs1=. Quelle doit
On rgle la tension U pour que les lectrons atteignent lÔanode A avec une vitesse v = 16 000 km/s. Calculer la valeur correspondante de U.4.2 Le faisceau dÔlectrons obtenu pntre
paralllement entre les plaques horizontales P1 et P2 dÔun condensateur la vitesse v0 = 16 000
km/s. La tension entre les armatures est U 1 et la distance entre les armatures est d.CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
3SUJET 3
Exercice 1:
En hydrolysant 1,065 g dÔun chlorure dÔacyle, on obtient 0,365 g de chlorure dÔhydrogne.
1.1. Ecrire la raction dÔhydrolyse en symbolisant le chlorure dÔacyle par RCOCl.
1.2 Calculer la masse molaire du chlorure dÔacyle ; donner la ou les formules semi-dveloppes de ce
chlorure dÔacyle ainsi que le ou les noms correspondants.1.3 LÔhydrolyse de ce chlorure dÔacyle a donn, en plus du chlorure dÔhydrogne, un compos
organique B. Donner la ou les formules semi-dveloppes de ce compos organique B ainsi que le ou
les noms correspondants.Exercice 2:
En milieu acide, les ions permanganate MnO4- oxyde lentement lÔacide oxalique H2C2O4 selon
lÔquation-bilan : 22242241082562COOHMnOCHHMnO++®++++-
On considre 20 mL dÔune solution de permanganate de potassium 0,20 mol.L -1, acidifie avec delÔacide sulfurique et 20 mL dÔune solution aqueuse dÔacide oxalique 0,50 mol.L
-1. On mlangerapidement ces deux solutions et lÔon dtermine la concentration C des ions permanganate restant
dans le mlange au cours du temps.2.1 Calculer la quantit dÔions permanganate initialement prsents dans le mlange. Reste-t-il de
lÔacide oxalique la fin de lÔexprience ?2.2 Complter le tableau et tracer la courbe C = f (t). Echelles : {- abscisse : 1 cm
"1 min; ordonne : 1 cm "10-2 mol.L-1}.2.3 Rappeler la dfinition de la vitesse de disparition de lÔion permanganate. Dterminer
graphiquement cette vitesse t = 2,5 min.2.4 Quelle est la vitesse de disparition de lÔacide oxalique et celle de formation des ions manganse
Mn2+ la date t = 2,5 min ?
2.5 Rappeler la dfinition du temps de demi-raction ; le dterminer graphiquement.
Exercice 3:
Un mobile est anim dÔun mouvement sinuso"dal sur un segment AB, de longueur l = 4 cm, centr en
O confondu avec lÔorigine des abscisses (x = 0). A la date t = 0 le mobile est au point O et il se
dplace vers les abscisses croissantes ; 0,2 s aprs il revient en O pour la premire fois.3.1 Dterminer lÔquation horaire du mouvement.
3.2 Le mouvement est-il acclr ou retard lorsque le mobile passe en x = 1 cm pour la deuxime
fois ?3.3 Ê quelle date le mobile passe-t-il pour la deuxime fois en x = 1 cm ?
Exercice 4:
Un mobile est anim dÔun mouvement rectiligne sinuso"dal sur un axe xxÔ.4.1 Sachant que sa frquence est N = 2/3 Hz et son amplitude X
m = 5 cm, dterminer T et w.4.2 Ecrire lÔquation horaire du mouvement sachant quÔ la date t = 0, le mobile passe par
lÔlongation nulle en allant dans le sens positif.4.3 Ê quelle date, le mobile passe-t-il pour la premire fois par le point dÔabscisse x = 2,5 cm en
allant dans le sens ngatif ? t (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8C (10-3 mol.L-1) È.. 96 93 60 30 12 5 3 2
CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
4SUJET 4
Exercice 1:
1.1 Un alcne A conduit, par hydratation, un seul compos B renfermant 21,6 % en masse
dÔoxygne. Dterminer la formule brute de B, puis crire toutes les formules semi-dveloppes
correspondant cette formule brute.1.2 Etablir la demi-quation lectronique du couple thanal/thanol, puis lÔquation-bilan de
lÔoxydation de lÔthanol en thanal par les ions dichromate en milieu acide sulfurique.1.3 Trouver les formules semi-dveloppes et les noms des amines tertiaires de formule brute
C6H15N.
Exercice 2:
2.1 LÔoxydation complte de 1 g dÔun corps A de formule brute CnH2nO donne 2,45 g de dioxyde de
carbone. Dterminer n.2.2 Avec la dinitro-2,4-phnylhydrazine, A donne un prcipit jaune. Avec le nitrate dÔargent
ammoniacal, il donne un dpt dÔargent. Que peut-on en conclure ?2.3 En milieu acide, A est oxyd par le permanganate de potassium et donne lÔacide-2-
mthylpropano"que. En dduire la formule dveloppe du corps A. Quel est son nom ?Exercice 3:
Modou, lve de la classe de terminale S, a retrouv le pistolet projectiles de son enfance. Il
dcide dÔutiliser ses connaissances en mcanique pour tudier le mouvement de ce projectile. Dans
tout lÔexercice, on supposera le projectile assimilable un point matriel sortant de lÔextrmit du
canon avec une vitesse initiale0vr, de norme v0 indpendante de lÔorientation du canon dans lÔespace.
y 0vr A a h jr O ir x Modou tire vers le haut et constate que le projectile tombe sur le sol 4,1 s aprs son dpart.Calculer v
0.3.2.2 Tir horizontal: Le canon du pistolet est horizontal, son extrmit A est une altitude
h2 = 1,5 m du point O du sol situ sur la verticale de A. Modou tire et constate que le projectile tombe sur le sol en un point I tel que OI = L = 10,95 m. Calculer v 0.Exercice 4:
Une bille est lance verticalement vers le haut avec une vitesse initiale vo = 8 m.s-1 depuis le point
origine O du repre ),(iO. Elle est soumise lÔacclration iarr10-=.4.1 Situer dans ce repre son point culminant C. On utilisera deux mthodes.
4.2 A quelle date repassera-t-elle au point O ?
4.3 Combien de temps aprs son lancement touchera-elle le sol situ 2 m en dessous du point O ?
4.4 Avec quelle vitesse arrivera-elle au sol ?
3.1 Etude thorique :
3.1.1 Dans le repre (Ox,Oy), tablir les quations
paramtriques x(t) et y(t) dÔun mobile de masse m anim dÔune vitesse0vr, faisant un angle a avec lÔhorizontale.
On note quÔ lÔorigine des dates, le mobile est en A (0, h).3.1.2 En dduire lÔquation de la trajectoire.
3.2 Tirs exprimentaux :
3.2.1 Tir vertical : Le canon du pistolet est vertical, son
extrmit A tant situ h1 = 2,05 m du sol.CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
5SUJET 5
Exercice 1:
On considre trois alcools A, B et C dont la chane principale possde trois atomes de carbone. Pour
les identifier, on effectue les expriences suivantes : - on ralise lÔoxydation mnage de ces trois alcools : A donne A1, B ne ragit pas et C donne C1 ;
- les composs A1 et C1 donnent un prcipit jaune avec la DNPH, par contre seul A1 ragit avec la
liqueur de Fehling; - si on compare les formules brutes de A1 et C1, on constate que ces deux corps sont isomres.
Dduire de ces expriences les formules semi-dveloppes et les noms de A, B, C A1 et C1. On
prcisera quelle famille appartiennent A1 et C1 et on indiquera pour chaque alcool sa classe.
Exercice 2:
On considre un acide carboxylique A chane sature, de formule CnH2n+1COOH et un alcool B de
formule C mH2m+1OH.2.1 Ecrire lÔquation dÔestrification de A par B en fonction de n et m.
2.2 Pour n = 3, la masse molaire de lÔester E form est 130 g.mol-1. En dduire m et prciser la
formule brute de E.2.3 En ralit, A possde une chane sature ramifie et lÔoxydation mnage de B conduit la
formation dÔun compos C qui donne un prcipit jaune avec la DNPH et ne ragit pas avec le ractif
de schiff. Donner les formules semi-dveloppes et les noms des composs A, B, C et E.Exercice 3:
Une bille est lance verticalement vers le haut avec une vitesse initiale kvrr60= du point O, origine
du repre ),,,(kjiOrrr. Elle est soumise lÔacclration karr10-=.3.1 Quelle est la trajectoire de la bille et quel est son mouvement ?
lÔorigine O ? Quelle est alors sa vitesse 2vr?3.3 Prciser les phases de son mouvement pour t
³ 0.
Exercice 4:
4.1 Un mobile M dcrit un mouvement circulaire de rayon R = 30 cm et de centre O. Il est repr
par lÔangle a = (OMo, OM). A la date t = 0 lÔangle a = ¸/6 et la vitesse angulaire de M est nulle.
Sachant quÔau bout de 0,5 s sa vitesse angulaire est de 2 rad.s -1 et lÔangle de reprage est 1,02 rad.4.1.1 Etablir les quations horaires du mouvement de lÔabscisse angulaire, de la vitesse
angulaire et de la vitesse linaire tant donn que son acclration est constante.4.1.2 Reprsenter au point M
1 les acclrations tangentielle et normale du mobile t = 0,5 s.
On pendra les chelles : [1 cm " 0,6 m.s-2 et 1 cm "10 cm]4.2 Ê partir de cette date t
1 = 0,5 s le mobile dcrit un mouvement circulaire uniforme. On
sÔintresse au mouvement du point projet N sur lÔaxe xÔx du point M. y MO N M
0 x
4.2.1 Dcrire le mouvement de N.
4.2.2 Exprimer et calculer lÔabscisse du point M1.
4.2.3 En prenant le dbut du mouvement uniforme comme
nouvelle origine des dates, donner lÔquation horaire du mouvement de N. On note que le point M se dplace dans le sens trigonomtrique.CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014
6SUJET 6
Exercice 1:
1.1 Quelle est la formule gnrale CxHyN dÔune amine aromatique ne comportant quÔun cycle?
Exprimer x et y en fonction du nombre n dÔatomes de carbone qui ne font pas partie du cycle.1.2 La microanalyse dÔune telle amine fournit, pour lÔazote, un pourcentage en masse de 13,08 %.
Dterminer n et crire les formules semi-dveloppes des diffrents isomres et donner leur nom.
1.3 LÔun de ces isomres est une amine secondaire. Quels produits obtient-on lorsquÔon le traite par
du chlorure dÔthanoyle ? Ecrire lÔquation-bilan de la raction. Quelle quantit minimale dÔamine
faut-il utiliser pour quÔelle ragisse totalement sur 0,1 mol de chlorure dÔthanoyle ?Exercice 2:
2.1 On considre lÔanhydride symtrique satur R-CO-O-CO-R
2.1.1 Ecrire lÔquation de la raction dÔhydrolyse de cet anhydride.
2.1.2 Partant dÔune masse de 1,3 g de cet anhydride, on obtient la fin de lÔhydrolyse un
compos X intgralement recueilli dans un certain volume dÔeau distille. La solution obtenue
est dose par une solution molaire dÔhydroxyde de sodium. Il a fallu verser un volume de 20 mLde soude pour atteindre lÔquivalence. Sachant que le compos X ragit mole mole avec
lÔhydroxyde de sodium, trouver la formule brute de lÔanhydride. Donner la formule semi-
dveloppe et le nom de lÔanhydride.2.1.3 Ecrire lÔquation-bilan entre X et le propane-1,2,3-triol.
2.1.4 Le compos X ragit avec un excs de SOCl2 pour donner un corps organique Y. Ecrire
lÔquation-bilan de la raction entre Y et la N-mthylpropan-2-amine. Donner la fonction et le
nom du corps organique Z obtenu lors de cette dernire raction.