Concours blanc Médecine (FMP) — Physique-Chimie n°4

Un solide en rotation autour d'un axe fixe possède un moment d'inertie $J=0{,}4$ kg$\cdot$m$^2$ et tourne à la vitesse angulaire $\omega=5$ rad/s. Son moment cinétique $L=J\omega$ par rapport à cet axe vaut :

Un solide de masse $m=2$ kg tombe d'une hauteur $h=8$ m (on prend $g=10\ \text{m/s}^2$). La variation d'énergie potentielle de pesanteur $\Delta E_p=-mgh$ au cours de cette chute vaut :

Dans le modèle de l'atome où l'électron est en mouvement circulaire autour du noyau et où l'on applique la deuxième loi de Newton, la force électrostatique exercée par le noyau sur l'électron joue le rôle de :

Une spire circulaire de rayon $R=0{,}1$ m parcourue par un courant $I=5$ A crée en son centre un champ magnétique d'intensité (avec $\mu_0=4\pi\times10^{-7}$ SI, $B=\dfrac{\mu_0 I}{2R}$) :

Un conducteur rectiligne de longueur $L=0{,}2$ m, parcouru par un courant $I=3$ A, est plongé perpendiculairement dans un champ magnétique uniforme $B=0{,}5$ T. D'après la loi de Laplace, l'intensité de la force $F=BIL$ qu'il subit vaut :

Un conducteur ohmique est soumis à une tension constante $U=12$ V et traversé par un courant $I=2$ A pendant une durée $t=60$ s. L'énergie électrique $W=UIt$ transférée à ce conducteur vaut :

On souhaite suivre en temps réel l'avancement d'une transformation chimique qui produit un gaz. La méthode la mieux adaptée pour ce suivi cinétique est :

Un alcool primaire est mis en présence d'un excès d'oxydant (par exemple des ions permanganate en milieu acide, en excès et à chaud). Le produit organique final obtenu est :

Un système chimique siège d'une transformation s'effectuant dans les deux sens atteint un état d'équilibre chimique caractérisé par :

À l'équilibre, un système siège de la réaction $A+B\rightleftharpoons C+D$ présente les concentrations $[A]=0{,}1$ mol/L, $[B]=0{,}2$ mol/L, $[C]=0{,}4$ mol/L, $[D]=0{,}4$ mol/L. La constante d'équilibre $K=\dfrac{[C][D]}{[A][B]}$ vaut :

Un système chimique en phase gazeuse est à l'équilibre. Sa réaction s'accompagne d'une augmentation du nombre total de moles de gaz ($\Delta n_{gaz}>0$). Une diminution de la pression totale, à température constante, déplace l'équilibre :

On prépare une solution d'acide éthanoïque (acide faible, $K_a=1{,}8\times10^{-5}$) de concentration $C=0{,}1$ mol/L. En utilisant l'approximation $[H_3O^+]\approx\sqrt{K_a\,C}$, le pH de cette solution vaut environ :

Lors du suivi cinétique d'une réaction (coefficient stœchiométrique de $X$ égal à 1), la concentration d'un réactif $X$ passe de $0{,}5$ mol/L à $0{,}3$ mol/L entre les instants $t=0$ et $t=100$ s. La vitesse moyenne de disparition de $X$ sur cet intervalle, $v=-\dfrac{\Delta[X]}{\Delta t}$, vaut :

Un volume d'eau de masse $m=0{,}5$ kg (capacité thermique massique $c=4180$ J/(kg$\cdot$K)) subit une élévation de température $\Delta T=20$ K. L'énergie thermique reçue $Q=mc\Delta T$ vaut :

Un solide en rotation autour d'un axe fixe a un moment d'inertie $J=0{,}2$ kg$\cdot$m$^2$ et subit un moment de force constant $M=4$ N$\cdot$m. D'après la relation fondamentale de la dynamique de rotation $J\dfrac{d\omega}{dt}=M$, son accélération angulaire vaut :