Question1 - Free

Question 1 (F)
Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) : La dimension
A. D'une surface est L 2
B. D'une force est M.L.T -1
C. D'un travail est M.L2 T -2
D. D'une vitesse est L.T -1
E. D'une masse volumique est M.L3 Réponse
ACD [ F ] = M.L.T -2 et [ ? ] = M.L-3 L'équation aux dimensions permet de relier des grandeurs dérivées aux
grandeurs fondamentales que sont longueur, masse, temps, intensité de
courant, température, intensité lumineuse et quantité de matière. Ainsi la
surface est une longueur au carrée. La vitesse est une longueur divisée par
un temps. Une force est une masse multipliée par une accélération. Un
travail est une force multipliée par une longueur. Une masse volumique est
une masse divisée par un volume (m3).
Question 2 (F) La force de frottement F d'une sphère de rayon r se déplaçant à la vitesse
v dans un fluide de viscosité ? est donnée par la loi de Stokes : F =
-6??r.v. Le poiseuille (Pl) est l'unité dérivée de la viscosité ?. Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) : A. La dimension de ? est : [?] = M.L-1.T -1
B. La dimension de ? est : [?] = M.L.T -2
C. Le poiseuille correspond à des Pa.s -1
D. Le poiseuille correspond à des Pa.s
E. Le poiseuille correspond à des kg.m-1.s-1 Réponse
ADE Par l'équation aux dimensions, on écrit
[?] = [ F ] / ( [ r ].[ v ] ) = M.L.T-2 / (L . L.T-1) = M.L-1.T -1
Le poiseuille étant l'unité de ?, il correspond en SI à des kg.m-1.s-1.
Sachant que le pascal est l'unité de pression, qui a pour dimension M.L-1.T
-2, il suffit de multiplier une pression par un temps pour obtenir la
dimension de la viscosité. Le poiseuille correspond donc également à des
Pa.s. Question 3 (F) Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) Dans le système d'unité international (SI) :
A. Un volume s'exprime en m3
B. Un travail en watt
C. Une puissance en joule
D. Une pression en bar
E. Une masse volumique en g.L -1 Réponse
A Attention à ne pas confondre le travail et la puissance. Le bar n'est pas
une unité du SI : il s'agit du pascal (Pa). Dans le SI, la masse volumique
s'exprime en kg.m -3
Question 4 (F) Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) La dimension :
A. d'un débit volumique est L3 .T
B. d'une énergie est M.L2.T -2
C. d'un débit d'énergie est M.L2.T -3
D. d'un flux d'énergie est M.T -3
E. d'une puissance est M.L2.T -3 Réponse
BCDE
Quelle que soit la grandeur considérée, un débit est une quantité par unité
de temps. Un débit volumique est donc un volume par unité de temps. Sa
dimension est donc L3.T -1 (A faux).
Les autres propositions sont justes, en effet :
L'énergie peut être représentée par le travail (force x longueur), le débit
d'énergie étant simplement l'énergie divisée par le temps, ce qui
correspond par ailleurs à une puissance.
Enfin, le flux est un débit par unité de surface : il suffit de diviser
cette dimension par L2.
Question 5 (F) On mesure deux longueurs physiques x et y (x > y) avec une précision propre
à chaque mesure (?x ? ?y). Si a = x + y et b = x - y , cocher la ou les
propositions justes (il peut y avoir zéro proposition juste) : A. ?a = ?x + ?y
B. ?a/a = ?x/x + ?y/y
C. ?b = ?x - ?y
D. ?a = ?b
E. ?a / a = ?b / b Réponse
AD Pour une somme et une soustraction, l'incertitude se calcule via la somme
des incertitudes absolues, soit ?a = ?b = ?x + ?y (l'incertitude doit
permettre l'encadrement de la valeur vraie, et donc d'éviter qu'une erreur
sur un paramètre compense celle d'un autre paramètre puisque l'on ne
connaît pas le sens de l'erreur - d'où la valeur absolue sur chaque terme
!). Attention, même si ?a = ?b, a ? b et donc ?a / a ? ?b / b.
Question 6 (F) On cherche à estimer une vitesse v grâce aux mesures de la distance
parcourue d et du temps de parcours t, cocher la ou les propositions justes
(il peut y avoir zéro proposition juste) :
A. ?v = ?d + ?t
B. ?v = ?d - ?t
C. ?v/v = ?d/d + ?t/t
D. ?v = (?d/d - ?t/t).v
E. ?v = (?d + ?t).v Réponse
C Pour une multiplication et une division, l'incertitude se calcule via la
somme des incertitudes relatives. Or v = d/t, soit ?v/v = ?d/d + ?t/t
(l'incertitude doit permettre l'encadrement de la valeur vraie, et donc
comme précédemment d'éviter la compensation !) Question 7 (F) On souhaite estimer une puissance P grâce aux mesures de l'énergie E et du
temps t. L'incertitude sur la puissance peut s'estimer par (cocher la ou
les propositions justes - il peut y avoir zéro proposition juste) : A. ?P = ?E + ?t
B. ?P / P = ?E / E + ?t / t
C. ?P = ?E - ?t
D. ?P / P = (?E /E - ?t /t ).P
E. ?P = (?E + ?t )/P Réponse
B P = E / t , on a donc ?P / P = ?E / E + ?t / t (pour une multiplication
et une division, l'incertitude se calcule via la somme des incertitudes
relatives). Question 8 (F) Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) :
A. 0,32 ps = 32 ns
B. 13,8 nm = 0,0138 ?m
C. 2 t = 2.109 mg
D. 4,2 mL = 4,2 mm3
E. 0,5 M = 500 mmol.L -1 Réponse
BCE 0,32 ps = 320 ns et 4,2 mL = 4,2 cm3 Question 9 (F) Pour un système pseudo-isolé et sans considération de chaleur (cocher la ou
les propositions justes - il peut y avoir zéro proposition juste) : A. L'énergie totale est constante
B. L'énergie cinétique est l'énergie de réserve due à un mouvement de
translation.
C. L'énergie potentielle est l'énergie de réserve due au mouvement
D. La quantité de mouvement d'un corps se conserve
E. Le moment cinétique, lui, rend compte d'un mouvement de rotation.
Réponse
ADE Simples questions de cours.
A est vraie car pour un système pseudo isolé les forces sont normales à
tout déplacement, et le travail de ces forces est nul. De plus on a négligé
les échanges de chaleur.
B faux car l'énergie cinétique peut concerner un mouvement de rotation etc. Question 10 (F) Afin de séparer des constituants, on a recourt à une centrifugation
classique. Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro proposition
juste) A. La poussée d'Archimède s'oppose à la sédimentation
B. La vitesse de sédimentation dépend de la distance à l'axe de
rotation
C. Toutes les particules se déplacent à la même vitesse
D. Les particules dont la masse volumique est plus faible que celle du
solvant s'éloignent de l'axe de rotation
E. Les particules avec la masse volumique la plus élevée s'éloignent
de l'axe de rotation Réponse
ABE Les particules dont la masse vol. est plus faible que celle du solvant vont
se rapprocher de l'axe de rotation du rotor, puisqu'elles sont repoussées
par les autres (donc dans l'autre sens).
Question 11 (F) Concernant les échanges thermiques et l'homéothermie, cocher la ou les
propositions justes (il peut y avoir zéro proposition juste) A. Lorsqu'un individu est immergé dans un bassin calme, la principale
perte de chaleur se fait par rayonnement
B. La sudation est un mécanisme beaucoup plus efficace lorsque des
gouttes de sueur apparaissent sur la peau
C. Les mécanismes naturels de défense de l'organisme contre la chaleur
sont la sudation et la vasoconstriction
D. Lorsqu'il fait très froid, seuls les organes vitaux sont maintenus
à 37°C
E. Au début d'un épisode fébrile, l'organisme va se mettre à
frissonner parce que la température du corps est en dessous de 37°C Réponse
D A est faux, il s'agit principalement de conduction et convection
B est faux : c'est la perte de chaleur par vaporisation de l'eau qui est un
mécanisme très efficace du fait de la chaleur latente de vaporisation très
élevée de l'eau.
Attention à ne pas confondre vasoconstriction et vasodilatation. C'est
cette dernière qui permet de lutter contre la chaleur.
Les frissons qui apparaissent en début de fièvre sont à la réponse des
mécanismes de lutte contre le froid suite à un dérèglement de la
température de consigne > 37°C. Question 12 (F) En mécanique classique, la quantité de mouvement est (cocher la ou les
propositions justes - il peut y avoir zéro proposition juste) : A. Une constante
B. Proportionnelle à la somme des énergies cinétiques et
potentielles
C. Un vecteur dérivant d'un potentiel
D. Proportionnelle à l'accélération
E. Nulle si la somme des forces externes est nulle
Réponse
Aucune proposition n'est correcte. La quantité de mouvement n'est pas une constante. D'autre part, si vous
avez confondu avec le fait que cette grandeur se conserve dans un système
isolé (valeur constante donc), le système n'est pas mentionné isolé.
Elle n'est proportionnelle qu'à la vitesse et la masse de l'objet et ne
dérive pas d'un potentiel, contrairement aux forces en général.
Une somme des forces nulle n'entraîne pas nécessairement une vitesse nulle
- cela impose simplement une vitesse constante et donc une quantité de
mouvement m.v.
Question 13 (F) Considérant la taille d'une bactérie, quelles sont les grandeurs
plausibles ? Cocher la ou les propositions justes (il peut y avoir zéro
proposition juste) : A. 2 mm
B. 8.10-6 m
C. 5000 nm
D. 1 centième de mm
E. 30 Å
Réponse
BCD La taille d'une bactérie est très variable. Elle est généralement de
l'ordre du ?m (10-6 m), et donc les réponses BCD sont justes. Elle ne sera
cependant jamais supérieur au mm (une fourmi par exemple : A faux) ou du nm
(exemple du virus :