™PHYS-F-104_BX$¨ Physique I (mécanique)

(1)

Conformément à la loi du 30 juin 1994, modifiée par la loi du 22 mai 2005, sur le droit d'auteur, toute reproduction partielle ou totale du contenu de cet ouvrage –par quelque moyen que ce soit– est formellement interdite.

Toute citation ne peut être autorisée que par l'auteur et l’éditeur. La demande doit être adressée exclusivement aux Presses Universitaires de Bruxelles a.s.b.l., avenue Paul Héger 42, 1000 Bruxelles,

Tél. : 02-649 97 80 – Fax : 02-647 79 62 – Http//:www.ulb.ac.be/pub – E-mail : [email protected]

P R E S S E S U N I V E R S I T A I R E S D E B R U X E L L E S

UNIVERSITÉ LI BRE DE BRUX E LLES, UNIVERSITÉ D’EUROPE

Physique I (mécanique)

Addendum aux énoncés des séances d'exercices

Pascal VANLAER

Titulaire

D/2011/0098/198

1e édition – Tirage 2011-12/1 PHYS-F-104_BX

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(2)

« C’est l’éducation, l’instruction qui décideront de l’émancipation de la femme et de l’homme, de leur tolérance et de leur capacité à dialoguer. »

Lucia de Brouckère (1904-1982)

Docteur en chimie de l’ULB, première femme à

enseigner dans une faculté de sciences en

Belgique, militante de la laïcité et du libre-

examen.

(3)

Le label FSC : la garantie d’une gestion responsable des forêts Les Presses Universitaires de Bruxelles s’engagent !

Les P.U.B. impriment depuis de nombreuses années les syllabus sur du papier recyclé. Les différences de qualité constatées au niveau des papiers recyclés ont cependant poussé les P.U.B. à se tourner vers un papier de meilleure qualité et surtout porteur du label FSC.

Sensibles aux objectifs du FSC et soucieuses d’adopter une démarche responsable, les P.U.B. se sont conformé aux exigences du FSC et ont obtenu en avril 2010 la certification FSC (n° de certificat COC spécifique aux P.U.B. : CU-COC- 809718-HA).

Seule l’obtention de ce certificat autorise les P.U.B. à utiliser le label FSC selon des règles strictes. Fortes de leur engagement en faveur de la gestion durable des forêts, les P.U.B. souhaitent dorénavant imprimer tous les syllabus sur du papier certifié FSC. Le label FSC repris sur les syllabus vous en donnera la garantie.

Qu’est-ce que le FSC ?

FSC signifie “Forest Stewardship Council” ou

“Conseil de bonne gestion forestière”. Il s’agit d’une organisation internationale, non gouvernementale, à but non lucratif qui a pour mission de promouvoir dans le monde une gestion responsable et durable des forêts.

Se basant sur dix principes et critères généraux, le FSC veille à travers la certification des forêts au respect des exigences sociales, écologiques et économiques très poussées sur le plan de la gestion forestière.

Quelles garanties ?

Le système FSC repose également sur la traçabilité du produit depuis la forêt certifiée dont il est issu jusqu’au consommateur final. Cette traçabilité est assurée par le contrôle de chaque maillon de la chaîne de commercialisation/transformation du produit (Chaîne de Contrôle : Chain of Custody – COC). Dans le cas du papier et afin de garantir cette traçabilité, aussi bien le producteur de pâte à papier que le fabricant de papier, le grossiste et l’imprimeur doivent être contrôlés.

Ces contrôles sont effectués par des organismes de certification indépendants.

Le label FSC apposé sur des produits en papier ou en bois apporte la garan- tie que ceux-ci proviennent de forêts gérées selon les principes et critères FSC.

® FSC A.C. FSC-SECR-0045

FSC, le label du bois et du papier responsable Plus d’informations ?

www.fsc.be

A la recherche de produits FSC ? www.jecherchedufsc.be

Cette page d’information n’est pas comptée dans le prix du syllabus.

Les 10 principes et critères du FSC

1. L’aménagement forestier doit respecter les lois nationales, les traités internationaux et les principes et critères du FSC.

2. La sécurité foncière et les droits d’usage à long terme sur les terres et les ressources forestières doivent être claire- ment définis, documentés et légalement établis.

3. Les droits légaux et coutumiers des peuples indigènes à la propriété, à l’usage et à la gestion de leurs territoires et de leurs ressources doivent être reconnus et respectés.

4. La gestion forestière doit maintenir ou améliorer le bien- être social et économique à long terme des travailleurs fo- restiers et des communautés locales.

5. La gestion forestière doit encourager l’utilisation efficace des multiples produits et services de la forêt pour en ga- rantir la viabilité économique ainsi qu’une large variété de prestations environnementales et sociales.

6. Les fonctions écologiques et la diversité biologique de la forêt doivent être protégées.

7. Un plan d’aménagement doit être écrit et mis en œuvre.

Il doit clairement indiquer les objectifs poursuivis et les moyens d’y parvenir.

8. Un suivi doit être effectué afin d’évaluer les impacts de la gestion forestière.

9. Les forêts à haute valeur pour la conservation doivent être maintenues (par ex : les forêts dont la richesse biologique est exceptionnelle ou qui présentent un intérêt culturel ou religieux important). La gestion de ces forêts doit toujours être fondée sur un principe de précaution.

10. Les plantations doivent compléter les forêts naturelles,

mais ne peuvent pas les remplacer. Elles doivent réduire

la pression exercée sur les forêts naturelles et promouvoir

leur restauration et leur conservation. Les principes de 1 à

9 s’appliquent également aux plantations.

(4)

TP de Physique - s´ eances 14 et 15 Chap 12-13: Les ondes et le son

Questions pour r´ efl´ echir :

2. p.522.

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QUESTION DE L’EXAMEN D’AOUT 2009

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Exercices de Physique PHYS-F-104 - s´eances 16-17

Chap 25-26 : La lumière, l’optique géométrique

chap.26 Q3. Expliquez pourquoi la distance focale d’une lentille dépend en réalité de la couleur de la lumière transmise.

chap.26 Q16. La figure Q16 représente un projecteur très simple utilisé dans les théatres.

Expliquer son rôle et son fonctionnement. Où doit être situé le filament de l’ampoule par rapport à la lentille et au miroir ?

Exercices

Diffusion, r´eflexion, r´efraction

chap.25 1.[I] Deux faisceaux de lumière, l’un rouge ( λ r = 780 nm) et l’autre violet ( λ v = 390 nm) traversent plusieurs centaines de mètres d’air. Quel est le rapport de la quantité diffusée du rouge à la quantité diffusée du violet ?

chap.25 26.[I] Si la longueur d’onde d’une onde lumineuse dans le vide est 540 nm, quelle est sa longueur d’onde dans l’eau dont l’indice est 1,33 ?

chap.25 31.[I] Un faisceau de lumière tombe sur l’interface air-liquide sous une inci- dence de 55 ô . L’angle du rayon réfracté est alors 40 ô . Quel est l’indice de réfraction du liquide ?

chap.25 34.[I] Une piscine a une profondeur de 3,00 m et une largeur de 4,00 m. Une personne couchée le long de la piscine peut-elle voir une pièce de monnaie qui aurait coulé à l’autre bord de la piscine ?

1 PUB Cours-Librairie, av. P. Héger 42, B-1000 Bruxelles / PHYS-F-104_BX

(10)

chap.25 51.[III] Une onde lumineuse se propage d’un point A à un point B dans le vide. Supposons qu’on insère une lame de verre d’épaisseur L = 1,00 mm et d’indice n V = 1,5. Si la longueur d’onde dans le vide est 500 nm, quel est le nombre de lon- gueurs d’onde qui remplissent l’espace entre A et B avec et sans la lame insérée ? Quel est le déphasage introduit lorsqu’on insère la lame ?

Lentilles

chap.26 2.[I] Une lentille mince de verre ( n = 1,50) est plus épaisse au centre qu’au bord. Elle a une face plate et une face de rayon de courbure 1,00 m. À quelle distance de la lentille la lumière du soleil est-elle focalisée ?

chap.26 9.[I] Une ampoule est située à 0,75 m devant une lentille convergente, mince et de distance focale 0,25 m. Décrire complètement l’image et tracer le schéma des rayons.

chap.26 12.[I] L’objectif d’un appareil photographique a une distance focale de 60,0 mm et il est `a 100 mm du film. A quelle distance un insecte doit-il se trouver pour que son image soit nette ?

chap.26 17.[I] Une lentille utilisée comme une loupe a un grossissement de 2 si elle est utilisée par un oeil normal détendu. Quelle est sa distance focale ?

chap.26 29.[I] Une personne portant des verres de contact de distance focale -5,0 m peut voir assez normalement. Quel est le punctum remotum de cet oeil non corrigé ? chap.26 35.[II] En référence à la Fig. 26.6 (d), montrer que :

ρ ≈ (h ² − y ² )

2R et δ ≈ y ²

2R

chap.26 38.[II] Comment choisir la lentille d’un projecteur simple de diapositives de 35 mm qui donnerait une image agrandie 100 fois sur un écran situé à 10 m ?

chap.26 42.[II] La Lune est `a une distance de 3, 84 × 10 ⁸ m de la Terre et elle a un diam`etre de 0,273 fois celui de la Terre. Supposons que vous vouliez prendre une photo de la Lune avec un appareil photographique muni d’un objectif normal de 50 mm de distance focale. Quelle sera la grandeur de l’image sur le film ?

chap.26 48.[II] On dispose de deux lentilles de distances focales 2,0 cm et 2,0 mm.

Comment doit-on les monter pour former un microscope pour observer, sans accomo- dation, un objet qui se trouve `a 2,5 mm de la premi`ere lentille ? Quelle est la distance entre les lentilles ? Quel est le grossissement de cet instrument ?

2

(11)

F ^IG . 1: Fig. 26.6 (d)

chap.26 51.[III] Exprimer la distance focale ( f e ) d’une lentille mince immerg´ee dans l’eau ( n e = 1,33) en fonction de sa distance focale dans l’air ( f a ). On suppose que la lentille est en verre d’indice n v = 1,5.

Miroirs

chap.26 70.[II] Un kératomètre est un dispositif qui permet de mesurer le rayon de courbure de l’oeil, ce qui est très utile pour concevoir des lentilles de contact sur me- sure. On place un objet éclairé à une distance de l’oeil connue et on observe l’image réfléchie sur la cornée. L’instrument permet de mesurer la hauteur de l’image virtuelle.

Supposons que le grandissement soit de 0,037 lorsque l’objet est `a 100 mm. Quel est le rayon de courbure?

chap.26 74.[II] Le téléscope illustré dans la figure P74 est constitué de deux miroirs sphériques. Le plus grand (celui qui a un trou de autour de son sommet) a un rayon de courbure de 2,0 m et le plus petit a un rayon de 60 cm. À quelle distance du plus petit miroir faut-il placer un film pour recevoir l’image d’une étoile ? Quelle est la distance focale effective du système ?

Suggestions pour les travaux personnels Choisir 12 exercices parmi les suivants :

– Exercices dans le chapitre du Hecht “Propagation de la lumi`ere” : num´eros 33, 43, 44, 49.

– Exercices dans le chapitre du Hecht “Optique géométrique” : numéros QCM10, QCM16, QCM20, 15, 21-33, 35-41, 43, 46, 47, 49-69, 71-73, 75-76.

3 PUB Cours-Librairie, av. P. Héger 42, B-1000 Bruxelles / PHYS-F-104_BX

(12)

4

(13)

Exercices de Physique PHYS-F-104 - s´ eance 18

Chap 27: Optique ondulatoire

Questions pour r´ efl´ echir

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Exercices

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Suggestions pour les travaux personnels

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3

™PHYS-F-104_BX$¨ Physique I (mécanique)

Conformément à la loi du 30 juin 1994, modifiée par la loi du 22 mai 2005, sur le droit d'auteur, toute reproduction partielle ou totale du contenu de cet ouvrage –par quelque moyen que ce soit– est formellement interdite.

Toute citation ne peut être autorisée que par l'auteur et l’éditeur. La demande doit être adressée exclusivement aux Presses Universitaires de Bruxelles a.s.b.l., avenue Paul Héger 42, 1000 Bruxelles,

Tél. : 02-649 97 80 – Fax : 02-647 79 62 – Http//:www.ulb.ac.be/pub – E-mail : [email protected]

P R E S S E S U N I V E R S I T A I R E S D E B R U X E L L E S

UNIVERSITÉ LI BRE DE BRUX E LLES, UNIVERSITÉ D’EUROPE

Physique I (mécanique)

Addendum aux énoncés des séances d'exercices

Pascal VANLAER

Titulaire

D/2011/0098/198

1e édition – Tirage 2011-12/1 PHYS-F-104_BX

™PHYS-F-104_BX$¨

« C’est l’éducation, l’instruction qui décideront de l’émancipation de la femme et de l’homme, de leur tolérance et de leur capacité à dialoguer. »

Lucia de Brouckère (1904-1982)

Docteur en chimie de l’ULB, première femme à

enseigner dans une faculté de sciences en

Belgique, militante de la laïcité et du libre-

examen.

Le label FSC : la garantie d’une gestion responsable des forêts Les Presses Universitaires de Bruxelles s’engagent !

Les P.U.B. impriment depuis de nombreuses années les syllabus sur du papier recyclé. Les différences de qualité constatées au niveau des papiers recyclés ont cependant poussé les P.U.B. à se tourner vers un papier de meilleure qualité et surtout porteur du label FSC.

Sensibles aux objectifs du FSC et soucieuses d’adopter une démarche responsable, les P.U.B. se sont conformé aux exigences du FSC et ont obtenu en avril 2010 la certification FSC (n° de certificat COC spécifique aux P.U.B. : CU-COC- 809718-HA).

Qu’est-ce que le FSC ?

FSC signifie “Forest Stewardship Council” ou

“Conseil de bonne gestion forestière”. Il s’agit d’une organisation internationale, non gouvernementale, à but non lucratif qui a pour mission de promouvoir dans le monde une gestion responsable et durable des forêts.

Se basant sur dix principes et critères généraux, le FSC veille à travers la certification des forêts au respect des exigences sociales, écologiques et économiques très poussées sur le plan de la gestion forestière.

Quelles garanties ?

Ces contrôles sont effectués par des organismes de certification indépendants.

Le label FSC apposé sur des produits en papier ou en bois apporte la garan- tie que ceux-ci proviennent de forêts gérées selon les principes et critères FSC.

® FSC A.C. FSC-SECR-0045

FSC, le label du bois et du papier responsable Plus d’informations ?

www.fsc.be

A la recherche de produits FSC ? www.jecherchedufsc.be

Cette page d’information n’est pas comptée dans le prix du syllabus.

Les 10 principes et critères du FSC

1. L’aménagement forestier doit respecter les lois nationales, les traités internationaux et les principes et critères du FSC.

2. La sécurité foncière et les droits d’usage à long terme sur les terres et les ressources forestières doivent être claire- ment définis, documentés et légalement établis.

3. Les droits légaux et coutumiers des peuples indigènes à la propriété, à l’usage et à la gestion de leurs territoires et de leurs ressources doivent être reconnus et respectés.

4. La gestion forestière doit maintenir ou améliorer le bien- être social et économique à long terme des travailleurs fo- restiers et des communautés locales.

5. La gestion forestière doit encourager l’utilisation efficace des multiples produits et services de la forêt pour en ga- rantir la viabilité économique ainsi qu’une large variété de prestations environnementales et sociales.

6. Les fonctions écologiques et la diversité biologique de la forêt doivent être protégées.

7. Un plan d’aménagement doit être écrit et mis en œuvre.

Il doit clairement indiquer les objectifs poursuivis et les moyens d’y parvenir.

8. Un suivi doit être effectué afin d’évaluer les impacts de la gestion forestière.

9. Les forêts à haute valeur pour la conservation doivent être maintenues (par ex : les forêts dont la richesse biologique est exceptionnelle ou qui présentent un intérêt culturel ou religieux important). La gestion de ces forêts doit toujours être fondée sur un principe de précaution.

10. Les plantations doivent compléter les forêts naturelles,

mais ne peuvent pas les remplacer. Elles doivent réduire

la pression exercée sur les forêts naturelles et promouvoir

leur restauration et leur conservation. Les principes de 1 à

9 s’appliquent également aux plantations.

TP de Physique - s´ eances 14 et 15 Chap 12-13: Les ondes et le son

Questions pour r´ efl´ echir :

2. p.522.

7.

13 p.523.

Exercices : RESSORTS :

42.[c] p.391.

10, 0

40, 0

14, 0

14, 0

18, 0

43.[II] p.391.

55

100

57

110

45.[II] p.391.

2

= 3, 2 × 10 − 19

0, 2

MOUVEMENT SINUSOIDAL : 41.[II] p.484.

ρ

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c

b

ONDES MECANIQUES : 61.[I] p.485.

1498 m/s

440 Hz

= 3, 2 × 10 ⁻ ¹⁹

59 × 10 ⁻ ³ kg/m

v = KY ^a ρ ^b

1, 0 cm ²

1, 0 cm ²

E = 7, 0 × 10 ¹⁰ N/m ²

= (E/ρ) ^1/2

= (E/ρ) ^1/2

8, 9 × 10 ³ kg/m ³

11 × 10 ¹¹ N/m ²