Physique générale
Exercices 1ère année
Deuxième Semestre
Série de révision 4
Exercice 5-63
Un oiseau dont la masse est de 0.3 kg vole à 15 ms−1 suivant une trajectoire circulaire hori- zontale de 20 m de rayon.
(a) Quel est l'angle d'inclinaison de l'oiseau ? (b) Quelle est la force de poussée verticale ex-
ercée par l'air sur l'oiseau ?
Exercice 6-8
Les lignes de pêche sont habituellement car- actérisées par la force à laquelle elles peuvent résister. Quelle résistance est nécessaire pour fer- rer un saumon de 10 kg, nageant à la vitesse de 3 ms−1, si on veut l'immobiliser sur une distance de 0.2 m ?
Exercice 7-54
Un wagon de marchandises vide roule à une vitesse initiale de5 ms−1. Suite à un orage, il se remplit de 10'000 kg d'eau, la pluie étant sup- posée tomber verticalement. Si le frottement est négligeable, et si le wagon vide à une masse de 12'000 kg, quelle sera sa vitesse nale ?
Exercice 8-44
Un monte-charge et son contenu ont une masse de 10'000 kg. Le monte-charge est immo- bile. Le câble d'acier qui supporte la cabine est soumis à un eort qui vaut 10% de la limite de résistance à la traction.
(a) Que vaut le rayon du câble ?
(b) Quelle est la déformation relative du câble
∆l
l lorsque le monte-charge subit une ac- célération de2 ms−2 en montée ?
Exercice 9-45
En première approximation, la jambe hu- maine peut être considérée comme un cylindre.
(a) Estimer la fréquence propre de l'oscilla- tion de vos jambes autour de la hanche, les genoux étant bloqués.
(b) Si la marche pouvait se faire avec les jambes oscillant à leur fréquence propre, quelle distance pourrait-on parcourir en une heure ?
Exercice 11-34
Une pompe à chaleur sert à chauer un bâ- timent. La température à l'extérieur vaut 0◦C alors que celle du bâtiment est de 25◦C. Dans ces conditions, le coecient de performance de la pompe vaut3.2.
(a) Si la pompe à chaleur transfère la chaleur vers l'intérieur à raison de 5×106 J par heure, quelle puissance faut-il fournir pour maintenir la pompe en marche ?
(b) Pour un même transfert de chaleur, quelle est la puissance nécessaire pour alimenter une pompe de Carnot ?
(c) La combustion d'un litre de fuel libère 3.7×107 J. Combien de litres de mazout faut-il brûler avec un rendement de 80%
pour assurer le chauage du bâtiment ? (d) On brûle le mazout dans le but de produire
de l'énergie électrique avec un rendement de 40%. Si cette énergie électrique sert à faire marcher la pompe à chaleur, combien de mazout faut-il brûler par heure ?
Exercice 13-34
Un cube de glace otte dans un verre d'eau rempli à ras bord. Que devient le niveau de l'eau une fois que tout le cube est fondu ? Expliquer.
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Exercice 19-8
La vitesse d'un ion d'hydrogène (un pro- ton) à température ambiante est généralement de3000 ms−1environ.
(a) Si le champ magnétique terrestre est de 10−4 T, quelle est la valeur maximum de la force magnétique agissant sur l'ion hy- drogène ?
(b) Trouver le rapport de cette force à la force électrique entre deux protons distants l'un de l'autre de10−10 m, valeur typique des distances inter atomiques.
(c) Est-il probable que le champ magné- tique terrestre puisse aecter des processus biochimiques ? Expliquer.
Exercice 21-26
La fréquence fondamentale de la corde la plus massive d'un violoncelle est 65.4 Hz. Quelle est la fréquence de battement de la troisième har- monique de cette corde avec la fondamentale de 196 Hz de la corde la plus massive d'un violon ?
Exercice 23-55
Une petite lampe est plongée à dix mètres sous la surface d'un lac. Elle émet de la lu- mière dans toutes les directions. Un bateau, parti d'une position située au dessus de la lampe, se déplace jusqu'au point où la lampe n'est plus visible. Sur quelle distance s'est-il déplacé ?
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