INTERROGATION DE PHYSIQUE

1h30 sans document

Questions de cours I = 8 points,

l’exercice II = 4 points, l’exercice III = 4 points, l’exercice IV = 6 points,

I) QUESTIONS DE COURS et APPLICATIONS DIRECTES

Faire systématiquement un schéma pour chacune de ces questions

a) donner l’expression du vecteur position dans le repère cartésien, cylindrique et sphérique (faire un schéma pour chaque repère)

b) donner l’expression du vecteur déplacement élémentaire dans les 3 repères : cartésien, cylindrique et sphérique

c) évaluer le volume d’un cylindre et la surface d’une sphère à l’aide des expressions précédentes

II) LE MOUVEMENT HELICOÏDAL SIMPLE

Les coordonnées cylindriques d’une particule mobile sont :

où sont des constantes et est le temps.

a) Quelle est la trajectoire de la particule ? (faire un schéma et faire une démonstration )

b) Donner l’expression de sa vitesse et de son accélération ?

III) MOUVEMENT D’UN BALLON-SONDE EN PRESENCE DE VENT LATERAL

Un ballon-sonde a une vitesse d’ascension verticale indépendante de son altitude .

Le vent lui communique une vitesse horizontale , proportionnelle à son altitude.

On note la verticale ascendante.

a) Déterminer les lois horaires (faire un schéma)

b) Déterminer la trajectoire

IV) MOUVEMENT D’UN POINT MATERIEL SUR UNE SPIRALE LOGARITHMIQUE

Un point matériel décrit la courbe d’équation polaire paramétrée suivante :

où sont des constantes positives.

a) Déterminer les composantes radiales et orthoradiales de la vitesse et de l’accélération du point . En déduire les normes de ces vecteurs ainsi que l’angle que fait le vecteur vitesse avec le rayon vecteur (faire un schéma)

b) Rappeler la définition du repère de Frenet . Déterminer les composantes dans le repère de Frenet de la vitesse et de l’accélération