Cuestionario: Mécanique classique — 61 preguntas

1. Comment le mouvement d’un même objet peut-il être décrit par deux observateurs différents ?

A. Il est nécessairement immobile pour les deux observateurs

B. Il peut être en mouvement pour l’un et immobile pour l’autre

C. Il change de masse selon l’observateur

D. Il est nécessairement en mouvement pour les deux observateurs

Answer: (B)

Explicación

Le mouvement est relatif au référentiel choisi : un même objet peut être mobile par rapport à un observateur et immobile par rapport à un autre.

2. Quelle définition caractérise correctement un référentiel ?

A. L’objet dont on décrit le mouvement dans une étude

B. Un vecteur indiquant la direction instantanée du déplacement

C. Un ensemble de positions successives occupées par un mobile

D. Un objet de référence servant à étudier le mouvement d’un système

Answer: (D)

Explicación

Un référentiel est l’objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement. Il ne doit pas être confondu avec le système étudié, qui est l’objet dont on décrit le mouvement.

3. Quels éléments définissent un repère d’espace dans un référentiel ?

A. Une trajectoire et une durée de mouvement

B. Une vitesse et une accélération constantes

C. Un mobile et la distance qu’il a parcourue

D. Une origine fixe et des axes orthonormés de référence

Answer: (D)

Explicación

Un repère d’espace comprend une origine fixe dans le référentiel et des axes orthonormés indiquant la direction et le sens de la position du mobile.

4. Dans le repère (O, i⃗, j⃗, k⃗), quelles coordonnées correspondent au vecteur-position du point M ?

A. OM⃗ = x j⃗ + y k⃗ + z i⃗

B. OM⃗ = x + y + z

C. OM⃗ = x i⃗ − y j⃗ − z k⃗

D. OM⃗ = x i⃗ + y j⃗ + z k⃗

Answer: (D)

Explicación

Le vecteur-position s’écrit OM⃗ = x i⃗ + y j⃗ + z k⃗, où x est l’abscisse, y l’ordonnée et z la cote.

5. Comment définit-on la vitesse moyenne entre les instants t₁ et t₂ ?

A. Comme la vitesse mesurée à l’instant t₁

B. Comme la distance parcourue multipliée par la durée t₂ − t₁

C. Comme le rapport de la distance parcourue à la durée t₂ − t₁

D. Comme le rapport du déplacement à la position finale

Answer: (C)

Explicación

La vitesse moyenne est le rapport de la distance totale parcourue d à la durée Δt = t₂ − t₁. Elle concerne donc un intervalle de temps.

6. Un mobile parcourt 120 m en 10 s. Quelle est sa vitesse moyenne ?

A. 0,083 m/s

B. 110 m/s

C. 12 m/s

D. 1 200 m/s

Answer: (C)

Explicación

On applique Vₘ = d/Δt : 120 m ÷ 10 s = 12 m/s. La distance parcourue, et non une différence de positions, intervient dans ce calcul.

7. Comment obtient-on la vitesse instantanée à l’instant t ?

A. En calculant une vitesse moyenne sur un très petit intervalle voisin de t

B. En mesurant uniquement la distance entre les positions initiale et finale

C. En calculant la vitesse moyenne entre le début et la fin du mouvement

D. En divisant la distance totale par la durée totale du mouvement

Answer: (A)

Explicación

La vitesse instantanée est définie comme la vitesse moyenne calculée sur un intervalle de temps très petit voisin de l’instant considéré.

8. Quelles caractéristiques possède le vecteur vitesse d’un mobile ?

A. Il a une direction fixe et une norme égale à la durée du mouvement

B. Il est perpendiculaire à la trajectoire, orienté vers l’origine et de norme égale à la distance parcourue

C. Il est tangent à la trajectoire, orienté dans le sens du mouvement et de norme égale à la vitesse instantanée

D. Il est dirigé vers le centre de la trajectoire et sa norme vaut la vitesse moyenne

Answer: (C)

Explicación

Le vecteur vitesse a pour origine la position du mobile, pour direction la tangente à la trajectoire, pour sens celui du mouvement et pour norme la vitesse instantanée.

9. Quelle propriété caractérise un mouvement rectiligne uniforme ?

A. Une trajectoire quelconque et une vitesse instantanée nulle

B. Une trajectoire circulaire et une norme de vitesse variable

C. Une trajectoire droite et un vecteur vitesse constant

D. Une trajectoire droite et une accélération croissante

Answer: (C)

Explicación

Dans un mouvement rectiligne uniforme, la trajectoire est droite et le vecteur vitesse est constant. Le mobile parcourt donc des distances égales pendant des durées égales.

10. Un mobile suit un mouvement rectiligne uniforme avec v₀ = 3 m/s et x₀ = 2 m à t = 0. Quelle est sa position à t = 4 s ?

A. 1,5 m

B. 8 m

C. 14 m

D. 6 m

Answer: (C)

Explicación

Pour un MRU, x = v₀t + x₀. Ainsi, x = 3 × 4 + 2 = 14 m. Cette équation ne décrit pas un mouvement accéléré.

11. Dans un mouvement circulaire uniforme, quelle grandeur reste constante ?

A. Le sens du vecteur vitesse

B. La position du mobile sur la trajectoire

C. La norme du vecteur vitesse

D. La direction du vecteur vitesse

Answer: (C)

Explicación

En mouvement circulaire uniforme, la norme du vecteur vitesse reste constante, tandis que sa direction et son sens varient au cours du temps.

12. Un mobile se déplace sur un cercle de rayon 2 m avec une vitesse angulaire de 3 rad/s. Quelle est sa vitesse linéaire ?

A. 0,67 m/s

B. 5 m/s

C. 6 m/s

D. 1,5 m/s

Answer: (C)

Explicación

La relation entre vitesse linéaire et vitesse angulaire est v = Rω. Donc v = 2 × 3 = 6 m/s.

13. Quelle propriété caractérise un solide au cours de son mouvement ?

A. Les forces intérieures qui s’exercent sur lui sont nulles

B. La masse de chacun de ses points varie régulièrement

C. Les distances entre ses différents points restent constantes

D. Tous ses points restent immobiles par rapport au référentiel

Answer: (C)

Explicación

Un solide conserve les distances entre ses différents points pendant son mouvement. Cette propriété le distingue d’un système déformable.

14. Quelle distinction décrit correctement le rôle des forces extérieures et des forces intérieures dans un système ?

A. Les deux catégories de forces assurent uniquement la cohésion des éléments

B. Les forces intérieures s’exercent avec le support, tandis que les forces extérieures relient les éléments du système

C. Les forces extérieures influencent le mouvement global, tandis que les forces intérieures assurent la cohésion

D. Les forces extérieures assurent la cohésion, tandis que les forces intérieures influencent le mouvement global

Answer: (C)

Explicación

Les forces extérieures causent le mouvement ou l’immobilité du système, tandis que les forces intérieures maintiennent sa cohésion. Le poids et la réaction du support sont des forces extérieures.

15. Dans quelle situation un solide est-il pseudo-isolé ?

A. Lorsqu’il est nécessairement immobile dans le référentiel étudié

B. Lorsque toutes les forces qui s’exercent sur lui ont la même intensité

C. Lorsque toutes ses forces intérieures sont nulles

D. Lorsque la somme vectorielle de ses forces extérieures est nulle

Answer: (D)

Explicación

Un solide est pseudo-isolé lorsque la résultante vectorielle des forces extérieures qui lui sont appliquées est nulle. Il peut alors être immobile ou se déplacer uniformément.

16. Dans un référentiel galiléen, quel mouvement peut avoir le centre d’inertie d’un solide pseudo-isolé ?

A. Il décrit nécessairement un mouvement circulaire uniforme

B. Il est immobile ou animé d’un mouvement rectiligne uniforme

C. Il accélère continuellement dans la direction de son déplacement

D. Il reste immobile, quelle que soit sa vitesse initiale

Answer: (B)

Explicación

Le principe d’inertie affirme que le centre d’inertie d’un solide pseudo-isolé est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme dans un référentiel galiléen.

17. Comment définit-on la quantité de mouvement d’un solide de masse m dont le centre d’inertie a la vitesse vectorielle v⃗G ?

A. Par la relation vectorielle p⃗ = m/v⃗G

B. Par la relation scalaire p = vG/m

C. Par la relation scalaire p = m + vG

D. Par la relation vectorielle p⃗ = m v⃗G

Answer: (D)

Explicación

La quantité de mouvement est la grandeur vectorielle p⃗ = m v⃗G. Elle est donc dirigée comme la vitesse et ne doit pas être confondue avec la masse, qui est scalaire.

18. Un objet de masse 2 kg se déplace à 3 m·s⁻¹ vers l’est. Quelle est sa quantité de mouvement ?

A. 5 kg·m·s⁻¹ vers l’est

B. 1,5 kg·m·s⁻¹ vers l’ouest

C. 6 kg·m·s⁻¹ vers l’est

D. 6 kg·m·s⁻¹ vers l’ouest

Answer: (C)

Explicación

La norme vaut p = mv = 2 × 3 = 6 kg·m·s⁻¹. Le vecteur quantité de mouvement possède le même sens que la vitesse, donc vers l’est.

19. Deux solides de masses m₁ et m₂ ont respectivement les vitesses v⃗₁ et v⃗₂. Quelle expression donne leur quantité de mouvement totale ?

A. p⃗ = m₁v⃗₁ + m₂v⃗₂

B. p⃗ = m₁v⃗₁ − m₂v⃗₂ dans tous les cas

C. p⃗ = m₁v⃗₂ + m₂v⃗₁

D. p⃗ = (m₁ + m₂)(v⃗₁ + v⃗₂)

Answer: (A)

Explicación

La quantité de mouvement totale d’un système de deux solides est la somme vectorielle des quantités de mouvement individuelles : p⃗ = m₁v⃗₁ + m₂v⃗₂.

20. Que devient la quantité de mouvement totale d’un système isolé ou pseudo-isolé dans un référentiel galiléen ?

A. Elle change de sens à chaque instant

B. Elle augmente avec le temps

C. Elle devient nécessairement nulle

D. Elle reste constante

Answer: (D)

Explicación

Dans un référentiel galiléen, la quantité de mouvement d’un système isolé ou pseudo-isolé se conserve. Sa valeur vectorielle reste donc constante.

21. Quelle condition caractérise un mouvement de translation d’un solide ?

A. Tous ses points ont le même vecteur vitesse à chaque instant

B. Les distances entre les points du solide varient nécessairement

C. Tous ses points tournent autour d’un axe fixe avec des vitesses différentes

D. Un seul point du solide possède une vitesse non nulle

Answer: (A)

Explicación

Lors d’une translation, tous les points du solide ont le même vecteur vitesse à chaque instant. Cette propriété distingue la translation d’une rotation autour d’un axe.

22. Une force constante de valeur F déplace un solide sur une distance AB, en formant un angle α avec le déplacement. Quelle expression donne son travail ?

A. W⃗F = F/(AB cos α)

B. W⃗F = F AB cos α

C. W⃗F = F + AB + cos α

D. W⃗F = F AB sin α

Answer: (B)

Explicación

Le travail d’une force constante est le produit scalaire W⃗F = F⃗ · AB⃗, soit F AB cos α. Seule la composante de la force dans la direction du déplacement contribue au travail.

23. Quel est le travail du poids d’un objet de masse m lors d’une montée verticale de hauteur h ?

A. W_P = +mgh

B. W_P = 0 quelle que soit la hauteur

C. W_P = −mgh

D. W_P = −mg/h

Answer: (C)

Explicación

Lors d’une montée, le déplacement est opposé au poids, donc le travail du poids vaut W_P = −mgh. Il est positif lors d’une descente de même hauteur.

24. Une force réalise un travail de 600 J en 3 s. Quelle est sa puissance moyenne ?

A. 0,005 W

B. 200 W

C. 603 W

D. 1800 W

Answer: (B)

Explicación

La puissance moyenne est le travail divisé par la durée : 𝒫 = W/Δt = 600/3 = 200 W.

25. Un point matériel de masse 4 kg se déplace à 3 m/s. Quelle est son énergie cinétique ?

A. 12 J

B. 36 J

C. 6 J

D. 18 J

Answer: (D)

Explicación

L’énergie cinétique vaut \(E_C=\frac{1}{2}mv^2\), donc \(E_C=\frac{1}{2}\times4\times3^2=18\) J. La vitesse intervient au carré, et non linéairement.

26. Deux solides ont la même masse, mais la plus grande partie de la masse du second est située plus loin de l’axe de rotation. Comment leurs moments d’inertie se comparent-ils ?

A. Le second a un moment d’inertie plus grand

B. Les deux moments d’inertie sont nécessairement égaux

C. Le second a un moment d’inertie plus petit

D. Le moment d’inertie du second est nul

Answer: (A)

Explicación

Le moment d’inertie est \(J_\Delta=\sum_i m_i r_i^2\). À masse égale, éloigner les masses de l’axe augmente le moment d’inertie.

27. Un solide tourne autour d’un axe fixe avec un moment d’inertie de 2 kg·m² et une vitesse angulaire de 5 rad/s. Quelle est son énergie cinétique de rotation ?

A. 50 J

B. 25 J

C. 100 J

D. 10 J

Answer: (A)

Explicación

On applique \(E_C=\frac{1}{2}J_\Delta\omega^2\), soit \(\frac{1}{2}\times2\times5^2=25\) J. Correction : la valeur obtenue est donc 25 J.

28. Deux solides de même masse et de même rayon sont comparés autour d’un axe central : l’un est un anneau homogène et l’autre un disque homogène. Lequel possède le plus grand moment d’inertie ?

A. L’anneau homogène

B. Ils ont le même moment d’inertie

C. Le disque homogène

D. Cela dépend uniquement de leur vitesse angulaire

Answer: (A)

Explicación

Pour un anneau, \(J_\Delta=MR^2\), tandis que pour un disque, \(J_\Delta=\frac{1}{2}MR^2\). L’anneau a donc le moment d’inertie le plus élevé.

29. Dans un référentiel galiléen, que représente la variation de l’énergie cinétique d’un solide entre deux positions ?

A. La différence des vitesses initiale et finale

B. La somme des masses des forces extérieures

C. Le produit de la masse par le déplacement

D. La somme algébrique des travaux des forces extérieures

Answer: (D)

Explicación

Le théorème de l’énergie cinétique affirme que \(\Delta E_C=\sum W_{\vec F_{ext}}\). La variation dépend donc des travaux algébriques des forces extérieures.

30. Un solide en translation rectiligne de masse 2 kg passe de 3 m/s à 7 m/s. Quelle est la somme des travaux des forces extérieures ?

A. 80 J

B. 40 J

C. 20 J

D. 49 J

Answer: (B)

Explicación

Pour une translation, \(\sum W=\frac{1}{2}m(v_f^2-v_i^2)\). Ainsi, \(\sum W=\frac{1}{2}\times2\times(49-9)=40\) J ; la masse \(m\) est utilisée, et non le moment d’inertie.

31. Quelle caractéristique définit un champ de pesanteur uniforme dans une région proche de la Terre ?

A. Sa direction change selon la position

B. Il n’agit que sur les objets en mouvement

C. Son intensité augmente avec l’altitude

D. Sa direction, son sens et son intensité restent constants

Answer: (D)

Explicación

Un champ de pesanteur uniforme conserve la même direction, le même sens et la même intensité en tout point du domaine considéré.

32. De quoi dépend principalement l’énergie potentielle de pesanteur d’un solide ?

A. De sa masse volumique

B. De sa position par rapport à la Terre

C. De la durée de son déplacement

D. De sa vitesse instantanée

Answer: (B)

Explicación

L’énergie potentielle de pesanteur est liée à la position du solide par rapport à la Terre, tandis que l’énergie cinétique dépend de son mouvement.

33. Un solide de masse m est placé à l’altitude z, l’altitude de référence étant z₀. Quelle expression donne son énergie potentielle de pesanteur ?

A. mg(z-z₀)

B. mg(z+z₀)

C. mgz₀/z

D. ½m(z-z₀)²

Answer: (A)

Explicación

Dans un champ de pesanteur uniforme, l’énergie potentielle de pesanteur vaut Epp = mg(z − z₀), en fonction de l’écart à l’altitude de référence.

34. Entre deux positions A et B, comment se relient le travail du poids et la variation d’énergie potentielle de pesanteur ?

A. W⃗P = 0 dans tous les cas

B. W⃗P = Ep(A)+Ep(B)

C. W⃗P = −ΔEp

D. W⃗P = ΔEp

Answer: (C)

Explicación

Le travail du poids est l’opposé de la variation d’énergie potentielle de pesanteur : W⃗P = −ΔEp.

35. Avec le sol comme référence des altitudes, quelle expression correspond à l’énergie mécanique d’un solide en translation ?

A. mv + mgz

B. mgv + ½mz²

C. ½mv² + mgz

D. ½m v + mgz²

Answer: (C)

Explicación

L’énergie mécanique est Em = ½mv² + mgz : le premier terme est cinétique et le second est l’énergie potentielle de pesanteur.

36. Dans quelle situation l’énergie mécanique d’un solide se conserve-t-elle au cours du déplacement ?

A. Lorsque son poids agit avec des forces dont le travail est nul

B. Lorsque son altitude reste constante

C. Lorsque sa vitesse reste constante

D. Lorsque des frottements dissipatifs travaillent

Answer: (A)

Explicación

L’énergie mécanique se conserve lorsque le solide est soumis à son poids et à d’autres forces dont le travail est nul.

37. Que devient l’énergie mécanique d’un solide lorsque les forces de frottement travaillent pendant son déplacement ?

A. Elle diminue, car les frottements sont non conservatifs

B. Elle augmente nécessairement, car les frottements accélèrent le solide

C. Elle devient égale à l’énergie potentielle de pesanteur

D. Elle reste constante quelle que soit l’intensité des frottements

Answer: (A)

Explicación

Le travail des forces de frottement dissipe de l’énergie : l’énergie mécanique n’est donc pas conservée et diminue.

38. Un solide descend en présence de son poids et de forces de frottement. Comment évolue son énergie mécanique au cours du déplacement ?

A. Elle augmente à cause du travail du poids

B. Elle devient égale à son énergie cinétique seule

C. Elle reste constante quelle que soit la vitesse

D. Elle diminue à cause du travail des frottements

Answer: (D)

Explicación

Les frottements sont des forces non conservatives : lorsqu’ils travaillent, l’énergie mécanique diminue au cours du déplacement. Le poids, à lui seul, ne provoquerait pas cette diminution.

39. Comment sait-on qu’il existe un champ électrostatique dans une région de l’espace ?

A. Une charge placée dans cette région y subit une force électrostatique

B. Aucune charge n’y subit de force électrique

C. Une masse immobile y subit nécessairement une force magnétique

D. La température y varie avec la position

Answer: (A)

Explicación

Un champ électrostatique existe dans une région si une charge électrique qui y est placée est soumise à une force électrostatique.

40. Quelle relation donne la force électrostatique exercée sur une charge q placée dans un champ E⃗ ?

A. F⃗ = E⃗/q

B. F⃗ = q/E⃗

C. F⃗ = qE⃗

D. F⃗ = q + E⃗

Answer: (C)

Explicación

La force électrostatique est donnée par F⃗ = qE⃗. Le champ E⃗ caractérise la région et ne dépend pas de la charge d’essai q.

41. Une charge négative est placée dans un champ électrostatique uniforme. Quelle relation décrit l’orientation de la force électrostatique ?

A. La force est opposée au vecteur champ

B. La force est perpendiculaire au vecteur champ

C. La force est nécessairement nulle

D. La force a le même sens que le vecteur champ

Answer: (A)

Explicación

Les vecteurs force et champ sont colinéaires ; pour une charge négative, leurs sens sont opposés.

42. Deux plaques parallèles sont séparées par une distance d et soumises à la tension UAB. Quelle est l’intensité du champ électrostatique uniforme entre elles ?

A. UAB/d

B. UAB + d

C. d/UAB

D. UAB·d

Answer: (A)

Explicación

Entre deux plaques parallèles, l’intensité du champ électrostatique uniforme vaut E = UAB/d.

43. Quelle est la fonction énergétique d’un récepteur électrique ?

A. Il convertit une énergie mécanique en énergie électrique

B. Il transforme l’énergie électrique en une ou plusieurs autres formes d’énergie

C. Il stocke uniquement l’énergie électrique sans la transformer

D. Il fournit de l’énergie électrique au circuit

Answer: (B)

Explicación

Un récepteur consomme l’énergie électrique et la transforme, par exemple, en énergie mécanique, thermique ou chimique. À l’inverse, un générateur fournit de l’énergie électrique au circuit.

44. Que représente la f.c.é.m. E′ d’un récepteur linéarisé ?

A. La tension maximale supportée par le récepteur

B. La tension dissipée par effet Joule

C. La tension minimale nécessaire au fonctionnement du récepteur

D. La variation de tension pour une variation d’intensité

Answer: (C)

Explicación

La f.c.é.m. E′ est la tension minimale nécessaire au fonctionnement du récepteur. Elle correspond à l’ordonnée à l’origine de sa caractéristique linéarisée.

45. Un récepteur non ohmique linéarisé est traversé par un courant d’intensité I. Quelle relation permet de calculer sa tension U ?

A. U=E′−r′I

B. U=r′I−E′

C. U=E′I+r′

D. U=E′+r′I

Answer: (D)

Explicación

La loi d’Ohm d’un récepteur non ohmique linéarisé est U=E′+r′I. La tension comprend donc la f.c.é.m. et la chute de tension liée à la résistance interne.

46. Comment s’exprime le rendement d’un récepteur en fonction de sa puissance utile et de sa puissance reçue ?

A. η=P_J/P_r

B. η=P_u/P_r

C. η=P_r/P_J

D. η=P_r/P_u

Answer: (B)

Explicación

Le rendement est le rapport de la puissance utile à la puissance reçue : η=P_u/P_r. Pour un récepteur linéarisé, cette expression devient également η=E′/U.

47. Quelle description correspond à la constitution d’un condensateur ?

A. Une seule armature conductrice reliée à la terre

B. Deux armatures conductrices séparées par un isolant

C. Un isolant placé entre deux générateurs

D. Deux conducteurs continus directement en contact

Answer: (B)

Explicación

Un condensateur est constitué de deux armatures conductrices séparées par un milieu isolant appelé diélectrique. Cette structure lui permet d’accumuler de l’électricité.

48. Que se passe-t-il pendant la charge d’un condensateur relié à un générateur ?

A. La tension augmente progressivement jusqu’à celle du générateur

B. La tension reste nulle tandis qu’un courant permanent circule

C. Les deux armatures acquièrent des charges de même signe

D. La tension diminue jusqu’à zéro et les charges s’annulent

Answer: (A)

Explicación

Lors de la charge, un bref courant circule et la tension du condensateur augmente progressivement jusqu’à atteindre celle du générateur. Les armatures portent alors des charges opposées +Q et −Q.

49. Un condensateur possède une capacité C et une tension U_AB à ses bornes. Quelle charge q porte-t-il ?

A. q=C/U_AB

B. q=U_AB/C

C. q=C+U_AB

D. q=CU_AB

Answer: (D)

Explicación

La définition C=q/U_AB se réarrange en q=CU_AB. La capacité s’exprime en farads.

50. Pour augmenter la capacité d’un condensateur plan, quelle modification est appropriée, toutes les autres grandeurs étant constantes ?

A. Supprimer le diélectrique entre les armatures

B. Augmenter la permittivité relative du diélectrique

C. Augmenter la distance entre les armatures

D. Réduire la surface des armatures

Answer: (B)

Explicación

La relation C=ε₀εᵣS/d montre que la capacité augmente avec la permittivité relative εᵣ et la surface S, mais diminue lorsque la distance d augmente.

51. Deux condensateurs de 0,4 μF et 0,5 μF sont associés en série. Quelle est leur capacité équivalente ?

A. 0,45 μF

B. 2,0 μF

C. 0,9 μF

D. 0,22 μF

Answer: (D)

Explicación

En série, 1/C=1/C₁+1/C₂, soit C=(0,4×0,5)/(0,4+0,5)≈0,22 μF. La capacité équivalente en série est donc inférieure à chacune des capacités individuelles.

52. Deux condensateurs de 0,4 μF et 0,5 μF sont associés en parallèle. Quelle est leur capacité équivalente ?

A. 0,4 μF

B. 0,9 μF

C. 0,5 μF

D. 0,22 μF

Answer: (B)

Explicación

En parallèle, les capacités s’additionnent : C=0,4+0,5=0,9 μF. La somme des inverses concerne l’association en série.

53. Quelle expression donne l’énergie emmagasinée par un condensateur en fonction de sa capacité et de sa tension ?

A. \(\mathcal E=\frac{1}{2}CU^2\)

B. \(\mathcal E=CU^2\)

C. \(\mathcal E=\frac{U^2}{2C}\)

D. \(\mathcal E=2CU^2\)

Answer: (A)

Explicación

L’énergie emmagasinée vaut \(\mathcal E=\frac{1}{2}CU^2\). Cette expression est équivalente à \(\frac{1}{2}qU\) et à \(\frac{q^2}{2C}\).

54. Dans le circuit étudié, comment se répartit la puissance fournie par le générateur ?

A. Elle se partage entre la résistance et le condensateur.

B. Elle est entièrement dissipée par la résistance.

C. Elle est entièrement transformée en énergie mécanique.

D. Elle est entièrement emmagasinée par le condensateur.

Answer: (A)

Explicación

La puissance du générateur vérifie \(\mathcal P_g=\mathcal P_R+\mathcal P_C\) : elle se répartit donc entre la résistance et le condensateur.

55. Comment faut-il brancher l’armature positive d’un condensateur électrochimique ?

A. À la masse, quelle que soit la tension.

B. Au potentiel le plus élevé du circuit.

C. Au potentiel le plus faible du circuit.

D. À une borne alternative sans tenir compte du potentiel.

Answer: (B)

Explicación

Un condensateur électrochimique est polarisé : son armature positive doit être reliée au potentiel le plus élevé afin de respecter sa polarité.

56. Quelle relation décrit la tension de sortie d’un montage dérivateur idéal ?

A. \(U_S=RC\,\frac{dU_e}{dt}\)

B. \(U_S=-RC\,\frac{dU_e}{dt}\)

C. \(\frac{dU_S}{dt}=-\frac{U_e}{RC}\)

D. \(U_S=-\frac{1}{RC}\int U_e\,dt\)

Answer: (B)

Explicación

Dans un montage dérivateur idéal, la sortie est proportionnelle à la dérivée de l’entrée et vérifie \(U_S=-RC\frac{dU_e}{dt}\).

57. Quelle relation caractérise un montage intégrateur idéal ?

A. \(\frac{dU_S(t)}{dt}=-\frac{U_e(t)}{RC}\)

B. \(U_S=-RC\,\frac{dU_e}{dt}\)

C. \(\frac{dU_e(t)}{dt}=-\frac{U_S(t)}{RC}\)

D. \(U_S=RC\,\frac{dU_e}{dt}\)

Answer: (A)

Explicación

Pour un montage intégrateur idéal, la dérivée de la sortie est proportionnelle à l’entrée selon \(\frac{dU_S(t)}{dt}=-\frac{U_e(t)}{RC}\).

58. Quels éléments composent une alimentation stabilisée étudiée ?

A. Un générateur de courant, deux diodes, une bobine et une charge capacitive.

B. Un transformateur, un pont de quatre diodes, un condensateur de filtrage et une charge résistive.

C. Un transformateur, une seule diode, une résistance et un moteur.

D. Un pont de quatre diodes, une bobine, un interrupteur et une source idéale de courant.

Answer: (B)

Explicación

L’alimentation stabilisée comprend un transformateur, un pont de quatre diodes, un condensateur de filtrage et une charge résistive.

59. Quel est l’effet du pont de Graetz sur les alternances négatives de la tension d’entrée ?

A. Il les redresse pour obtenir une tension de signe constant.

B. Il les transforme en courant parfaitement continu sans ondulation.

C. Il les amplifie sans modifier leur signe.

D. Il les supprime complètement.

Answer: (A)

Explicación

Le pont de Graetz redresse les alternances négatives tout en conservant les positives, ce qui produit une tension périodique de signe constant.

60. Que se passe-t-il lorsque la capacité du condensateur de filtrage augmente ?

A. Le pont de diodes cesse de redresser les alternances négatives.

B. Les ondulations de la tension redressée augmentent.

C. Les ondulations de la tension redressée diminuent.

D. La tension redressée change de signe à chaque alternance.

Answer: (C)

Explicación

Le condensateur lisse la tension redressée ; plus sa capacité est grande, plus les ondulations résiduelles sont faibles.

61. Quelle différence caractérise un générateur idéal de tension et un générateur idéal de courant ?

A. Le générateur de tension dépend de la charge, tandis que le générateur de courant ne fournit aucun courant sous tension.

B. Les deux générateurs imposent simultanément une tension et un courant constants.

C. Le générateur de tension impose un courant constant, tandis que le générateur de courant impose une tension constante.

D. Le générateur de tension impose \(U=E\) quelle que soit la charge, tandis que le générateur de courant impose \(I=I_0\) quelle que soit la tension.

Answer: (D)

Explicación

Un générateur idéal de tension impose une tension constante quelle que soit la charge, alors qu’un générateur idéal de courant impose un courant constant quelle que soit la tension demandée.