ENAC physique 2003 icna ing. du controle de la navigation aerienne

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ICNA - SESSION 2003 ÉPREUVE COMMUNE DE PHYSIQUE ÉNONCÉ Questions liées. [1,2,3,4,5,6] [7,8,9,10,11] [12,13,14,15,16] [17,18,19,20,21,22] [22,23,24,25,26] [27,28,29,30,31,32,33] [34,35,36,37,38,39,40] 1. Un électromètre est constitué de deux boules métalliques identiques de masse m ; leur rayon commun est suffisamment petit pour qu'elles puissent être considérées comme Oponctuelles. La boule A est fixe ; l'autre boule P est à l'extrémité d'un fil isolant de longueur b dont le point de suspension O est sur la verticale de A. La distance OA gest égale à b ; l'axe Ox est la verticale descendante du référentiel galiléen par brapport auquel on étudie le mouvement de P (figure 1) et g est l'intensité du champ b ϕde pesanteur supposé uniforme. 1−2 9 POn donne : b = 12 cm, m = 2,55 g , g = 9,81 m.s , = 9.10 SI . 4πε0 AFigure 1Dans un premier temps, la boule P n'est pas chargée et la boule A porte la charge xélectrique Q. On met les deux boules en contact. Il en résulte une déviation du fil OP d'un angle ϕ par rapport à la verticale. Donner l'expression de l'intensité f de la force électrostatique qui s'exerce sur P. 2 2Q1 Q1a) f = b) f = 2 24πε 4πε32b sin ϕ 8b sin()2ϕ0 02 2c) f = d) f = 2 24πε 4πε2b sin()ϕ/ 2 16b sin()ϕ / 20 02. Déterminer l'expression ϕ de ϕ à l'équilibre. e2 2Q1 Q12 2a) sin ϕ= b) sin 2ϕ= ()e e2 24πε 4πε16b mg 8b mg0 02 2ϕ ϕQ1 Q13 e 4 ec) sin = d) sin =  2 224 πε 24 πε32b mg 16b mg 0 03. Donner l'expression de ...

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Questions liées.

ÉNONCÉ

[1,2,3,4,5,6] [7,8,9,10,11] [12,13,14,15,16] [17,18,19,20,21,22] [22,23,24,25,26] [27,28,29,30,31,32,33] [34,35,36,37,38,39,40]

1.Un électromètre est constitué de deux boules métalliques identiques de masse m ; leur rayon commun est suffisamment petit pour qu'elles puissent être considérées comme ponctuelles. La boule A est fixe ; l'autre boule P est à l'extrémité d'un fil isolant de O longueur b dont le point de suspension O est sur la verticale de A. La distance OA est égale à b ; l'axe Ox est la verticale descendante du référentiel galiléen par b g rapport auquel on étudie le mouvement de P (figure 1et g est l'intensité du champ) b de pesanteur supposé uniforme. ϕ On donne : b = 12 cm, m = 2,55 g , g = 9,81 m.s −2 , 1 =9.10 9 SI . P 4πε 0 A Dans un premier temps, la boule P n'est pas chargée et la boule A porte la charge Figure 1 électrique Q. On met les deux boules en contact. Il en résulte une déviation du fil x OP d'un angleϕpar rapport à la verticale. Donner l'expression de l'intensité f de la force électrostatique qui s'exerce sur P. a)  f= Q π 2 ε 32b 2 1 insϕ b) f= 4 Q πε 0 2 8b 2 nis 1 ( 2 )  4 0 2 c)  f= Q 4πε 0 2b 2 sin 1 (ϕ/ 2 ) d)  f= Q 4π 2 ε 0 16b 2 1 nis(ϕ/ 2 ) 

2. l'expression Déterminerϕ e deϕà l'équilibre. sin 2 2ϕ = 2 1 a) sin 2 ϕ e = 4 Q π 2 ε 0 6b1 1 2 mg b) ( e ) 4 Q πε 0 8b 2 mg c) sin 3 ϕ    2 e  =   Q 4π 2 ε 0 b 1 32 2 mg d) sin 4  ϕ  2 e   = Q 4 2 0 1 6b1 2     πε mg

3. Donnertension du fil isolant à l'équilibre. l'expression de l'intensité T de la 2 cos a)T = mgb) T= 4 Q πε 0 8b 2 s 1 niϕ e +mgϕ e = d) 4 Q T  πε 0 2 2b 1 2 cosϕ e 

c)  T=2mg sin    2 e    



4. Sachant que e = π paetéorpqgear.Peluobalr, 3 ahcrelmrniédet a) q=2.10 −7 Cb) q=1, 6.10 −12 Cc) q=3, 2.10 −16 Cd) q=4.10 −17 C

5. à une constante arbitraire près, l'énergie potentielle E Calculer, p (P) dont dérivent les forces conservatives qui s'exercent sur P. a) E p ( P) = 4π 1 ε 0 Q nisb4 ( 2 ϕ/ 2 + ) mgb cosϕb) E p ( P) = 1 4 0 n Q b8is ( 2 / 2 ) −mgb cosϕ πε ϕ

AC