Physique - Chimie 2005 Concours GEIPI

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Concours du Supérieur Concours GEIPI. Sujet de Physique - Chimie 2005. Retrouvez le corrigé Physique - Chimie 2005 sur Bankexam.fr.

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• 2005

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• Publié par: bankexam
• Publié le: 09 mars 2008
• Nombre de lectures: 60
• Langue: Français

Extrait

CONCOURS GEIPI 2005 1/15
PHYSIQUE
Le sujet comporte les pages numérotées de 1/15 à 15/15

PREMIER SUJET
Répondre ou entourer la où les réponses exactes


I-1- Quelle est approximativement la masse volumique moyenne du corps humain ?

M
V
=
3
. 1000
−
m kg


I-2- Une prise électrique est connectée aux trois fils du réseau électrique, un bleu, un rouge et un bicolore
jaune et vert.

La phase est le fil : bleu
rouge
b i c o l o r e
Le neutre est le fil : bleu
r o u
La terre est le fil : bleu rouge bicolore


Pour une installation électrique en bon fonctionnement :
Quelle est la tension efficace entre la phase et le neutre ?

U
PN
= V 230


Quelle est la tension efficace entre le neutre et la terre ?

U
NT
= V 0


I-3- La Russie a ratifié le protocole de Kyoto en novembre 2004. Cet accord engage ses signataires à
diminuer la production de différents gaz responsables de l’effet de serre.
Citer deux de ces gaz :


2
CO
et
4
CH
ou
2
NO


I-4- Compléter la phrase suivante :


La poussée ARCHIMEDE d'
est une force verticale et ascendante dont la norme est

égale au poids du
FLUIDE
déplacé.


I-5- Quels sont les deux pays postulants à l’accueil du projet international ITER concernant la fusion
nucléaire ?

Allemagne Chine Etat Unis
France

Japon
Russie

I-6- Dans la liste suivante, quels sont les matériaux qui ne contiennent pas l'élément carbone :

PVC bronze
plexiglas
laiton
graphite quartz
Aluminium
nylon acier




CONCOURS GEIPI 2005 2/15
PHYSIQUE
DEUXIEME SUJET
(Donner les réponses sur le document réponse page 3)

Un émetteur émet des ondes acoustiques de façon continue. Deux récepteurs, disposés sur le trajet des ondes et
distants de D = 36 mm, permettent d’enregistrer le signal émis et de le visualiser sur l’écran d’un oscilloscope.
Le dispositif expérimental est schématisé ci-dessous.
D = 36 mm
émetteur

voie 1 voie 2 récepteur 1 récepteur 2


On observe à l’oscilloscope le signal reçu par le récepteur 1 ; il est reproduit ci-dessous, la vitesse de balayage
V
b
étant de 50 µs / div :

On rappelle que la célérité des ondes acoustiques dans l’air dans les conditions atmosphériques moyennes
est c = 340 m.s
-1
.

II-1- Déterminer la fréquence des ondes utilisées dans cette expérience.
II-2- Quelle est la nature des ondes utilisées dans cette expérience ?
II-3- Déterminer leur longueur d’onde λ .
II-4- Représenter sur la figure représentant l’écran de l’oscilloscope le signal reçu par le deuxième
détecteur (on considérera que l’amplitude du signal est la même au niveau des deux récepteurs).
II-5- Que se passe-t-il si l’on ajoute les deux signaux reçus par les deux détecteurs ?

Les deux récepteurs sont maintenant disposés parallèlement côte à côte, espacés d’une distance L = 60 mm.
L’émetteur est placé à grande distance dans une direction inclinée d’un angle θ par rapport à l’axe des
récepteurs (voir figure ci-dessous).
L
d
Direction de l'émetteur
θ

II-6-a- Quelle est la différence de trajet d entre les signaux reçus par les deux détecteurs ?
II-6-b- Quelle relation l’angle θ doit-il vérifier pour que la somme des deux signaux puisse être nulle ?
En déduire pour quelle valeur de l’angle la somme des deux signaux peut être nulle. CONCOURS GEIPI 2005 3/15
PHYSIQUE
DOCUMENT REPONSE AU DEUXIEME SUJET


II-1- Expression littérale : f =
T
1
Valeur numérique : f =
z k H 4,7

II-2- ultrasons infrarouge son grave micro-ondes
aigu son
infrasons

(entourer la réponse exacte)
II-3- Expression littérale : λ =
f
c
Valeur numérique : λ = mm 72


II-4-



II-5-
nulle est opposition en signaux deux ces de somme La

II-6-a- Expression littérale : d = L sin θ

II-6-b- Relation littérale : =
λ
2
L sin θ

Valeur numérique : θ =
rad 0,63









CONCOURS GEIPI 2005 4/15
PHYSIQUE
TROISIEME SUJET
(Donner les réponses sur le document réponse page 5)


On utilise le montage ci-dessous comportant une résistance R, un condensateur déchargé C et un moteur M. Ce
moteur peut entraîner une poulie permettant de soulever, à l’aide d’un fil, une masse m sur une hauteur h.
M
R
C
K
u
C
a
b
i
u
AB
u
R
u
AB
0
t
U
0
t
1
A
B
L’interrupteur K étant ouvert, on applique entre les bornes A et B la tension u
AB
dont l’évolution en créneau de
durée t
1
, est représentée en fonction du temps.
Données : R = 1 kΩ, C = 1000 µF et U
0
= 12 V.
III-1- En supposant que t
1
∞ →, choisir parmi les cinq courbes ci-dessous, celle qui représente l’évolution en
fonction du temps t :
a) De la tension
c
u

aux bornes du condensateur dont on donnera la valeur numérique maximale atteinte
U
CM
;
b) De la tension u
R
aux bornes de la résistance dont on donnera la valeur numérique maximale atteinte
U
RM
;
c) Du courant i dans le circuit dont on donnera la valeur numérique maximale atteinte I
M
.

I II III IV V


t t t t t



III-2- Donner l’expression littérale et la valeur numérique de la constante de temps τ de ce circuit.

III-3- Choisir parmi les réponses proposées, la plus faible valeur de durée t
1
du créneau permettant à la tension
c
u d’atteindre 99% de la valeur U
CM
.

On applique maintenant le créneau de tension u
AB
durant t
1
= 100 s. On ferme alors l’interrupteur K. Le moteur
soulève la charge m = 10 g sur une hauteur h = 0,35 m et s’arrête. La tension du condensateur dans ces conditions
a pour valeur U
CA
= 4, 8 V. On donne g = 10 m.s
-2
.

III-4- Déterminer, au moment de la fermeture de l’interrupteur K, la valeur :
a) q
a
de la charge atteinte par l’armature a du condensateur ;
b) q
b
de la charge atteinte par l’armature b du condensateur ;
c) E
CE
de l’énergie emmagasinée par le condensateur.

III-5- Calculer, en fin d'ascension de la charge, l’énergie E
CA
restant emmagasinée dans le condensateur, l’énergie
E
CF
fournie par le condensateur au moteur et l’énergie E
M
communiquée par le moteur à la charge.
Comparer E
CF
et E
M
et conclure. CONCOURS GEIPI 2005 5/15
PHYSIQUE
DOCUMENT REPONSE AU TROISIEME SUJET



III-1- Représentation de l’évolution :
(Entourer la réponse choisie)
a) Tension
c
u


I II
III
IV V
b) Tension u
R

I II III IV V
c) Courant i


I II III IV V

U
CM
= V 12
U
RM
= V 12
I
M
= A 12 m

III-2- Constante de temps :

Expression τ = C R Valeur τ =
s 1
III-3- Choix de la valeur de t
1
:
(Entourer la réponse choisie)
0,03 s 0,12 s 1,93 s 3,37 s
s 61 4,

5,00 s 9,47 s 15,6 s

III-4- Valeurs numériques

a)

q
a
= C 12 m



b)

q
b
= C 12 - m



c)

E
CE
=
J 72 m



III-5- Valeurs numériques
E
CA
=
J 5 , 1 1 m
E
CF
=
J 5 60, m
E
M
=
J 35 m

Comparaison énergétique et conclusion :