Concours blanc ENSA — Physique-Chimie n°3

Un solide de masse $m=10$ kg, posé sur un sol horizontal, est tiré par une force constante $F=30$ N. Il subit également une force de frottement solide constante $f=10$ N qui s'oppose au mouvement. D'après la deuxième loi de Newton, son accélération vaut :

Une force constante effectue un travail $W=500$ J sur un solide en $t=25$ s. La puissance moyenne développée par cette force vaut :

Un oscillateur mécanique non amorti, de masse $m=0{,}5$ kg, possède une énergie mécanique totale constante $E_m=2$ J. À sa position d'équilibre (où l'énergie potentielle est nulle), sa vitesse maximale $v_{max}$ (donnée par $\frac{1}{2}mv_{max}^2=E_m$) vaut :

Un solénoïde comportant $n=1000$ spires par mètre est parcouru par un courant $I=2$ A. Le champ magnétique à l'intérieur du solénoïde, $B=\mu_0 n I$ (avec $\mu_0=4\pi\times10^{-7}$ SI), vaut :

Une bobine d'inductance $L=0{,}4$ H est parcourue par un courant $I=3$ A. L'énergie magnétique $E=\dfrac{1}{2}LI^2$ qu'elle emmagasine vaut :

Une onde progressive périodique se propage à la célérité $v=2$ m/s le long d'une corde, avec une longueur d'onde $\lambda=0{,}5$ m. Sa période temporelle $T=\dfrac{\lambda}{v}$ vaut :

Un rayon lumineux se réfléchit sur un miroir plan. Si le miroir tourne d'un angle $\alpha=15°$ autour d'un axe contenu dans son plan, le rayon réfléchi (pour un rayon incident fixe) tourne d'un angle :

Une solution contient des ions $Na^+$ (conductivité molaire ionique $\lambda_{Na^+}=5{,}0$ mS$\cdot$m$^2$/mol) et $Cl^-$ ($\lambda_{Cl^-}=7{,}6$ mS$\cdot$m$^2$/mol), tous deux à la concentration $C=0{,}05$ mol/L $=50$ mol/m$^3$. La conductivité $\sigma=(\lambda_{Na^+}+\lambda_{Cl^-})\times C$ de la solution vaut :

Au cours de la réaction $Fe^{2+}\rightarrow Fe^{3+}+e^-$, le nombre d'électrons échangés par ion $Fe^{2+}$ oxydé vaut :

Lors de l'électrolyse d'une solution de nitrate d'argent, une intensité constante $I=0{,}5$ A traverse la cellule pendant $t=3860$ s. Sachant que $Ag^++e^-\rightarrow Ag$ (masse molaire $M(Ag)=108$ g/mol, $F=96500$ C/mol), la masse d'argent déposée à la cathode vaut :

Un système chimique de constante d'équilibre $K=8$ présente, à un instant donné, un quotient de réaction $Q_r=2$. Ce système évolue :

Un noyau atomique de nombre de masse $A=200$ possède une énergie de liaison totale $E_l=1800$ MeV. L'énergie de liaison par nucléon $\dfrac{E_l}{A}$ vaut :

Une particule chargée pénètre perpendiculairement à un champ électrique uniforme, entre deux plaques planes parallèles, avec une vitesse initiale horizontale constante. La trajectoire qu'elle décrit entre les plaques est de nature :

Un circuit RLC série a pour caractéristiques $R=100\ \Omega$, $L=0{,}5$ H, $C=10\ \mu F$. Puisque $R^2=10000$ est très inférieur à $\dfrac{4L}{C}=200000$, le régime des oscillations libres de ce circuit est :

Dans une chaîne de transmission par modulation d'amplitude, l'opération de démodulation permet de récupérer :

Un échantillon contient $n=0{,}5$ mol de molécules (constante d'Avogadro $N_A=6{,}02\times10^{23}$ mol$^{-1}$). Le nombre de molécules $N=n\,N_A$ contenues dans cet échantillon vaut :

Un livre est posé immobile sur une table horizontale. D'après la troisième loi de Newton, la force qui forme un couple action-réaction avec le poids du livre (attraction de la Terre sur le livre) est :

Un dipôle RL ($L=1$ H, $R=200\ \Omega$) est soumis à un échelon de tension. Le régime transitoire est pratiquement achevé au bout d'une durée $t\approx5\tau$ (avec $\tau=L/R$). Cette durée $t$ vaut :

Une réaction nucléaire libère un défaut de masse $\Delta m=1{,}67\times10^{-30}$ kg (on prend $c=3\times10^8$ m/s). L'énergie libérée $E=\Delta m\,c^2$ vaut :

Un objet en mouvement de chute libre (sans vitesse initiale verticale) a une composante verticale de vitesse $v_y=gt$ (avec $g=10\ \text{m/s}^2$). À l'instant $t=1{,}5$ s, cette composante verticale $v_y$ vaut :