CONCOURS DE RECRUTEMENT D'ÉLÈVES PILOTE DE LIGNE

ÉPREUVE DE PHYSIQUE

Durée : 2 Heures
Coefficient : 1

• 1 page de garde,
• 2 pages d'avertissement,(recto-verso)
• 8 pages de texte. (Recto-verso) (Numérotées de 4 - 11)

Tout Dispositif ÉLECTRONIQUE EST INTERDIT (EN PARTICULIER L'USAGE DE LA CALCULATRICE)

ÉPREUVE DE PHYSIQUE

A LIRE TRÈS ATTENTIVEMENT

1. Pour remplir ce QCM, vous devez utiliser un stylo à bille ou feutre, à encre foncée : bleue ou noire. Vous devez cocher lisiblement la case en vue de la lecture informatisée de votre QCM.
2. Votre QCM ne doit pas être souillé, froissé, plié, écorné ou porter des inscriptions superflues, sous peine d'être rejeté informatiquement et de ne pas être corrigé.
3. Si vous voulez modifier votre réponse, n'utilisez pas de correcteur mais indiquez la nouvelle réponse sur la ligne.
4. Si vous voulez annuler votre réponse, vous devez cocher la case «Ann». Dans ce cas-là, aucune réponse ne sera prise en compte.
5. Cette épreuve comporte 36 questions, certaines, de numéros consécutifs, sont liées. La liste des questions est donnée au début du texte du sujet.
   Chaque candidat devra choisir au plus 24 questions parmi les 36 proposées.
   Il est inutile de répondre à plus de 24 questions : le logiciel de correction lira les réponses en séquence en partant de la ligne 1, et s'arrêtera de lire lorsqu'il aura détecté des réponses à 24 questions, quelle que soit la valeur de ces réponses.

• soit vous décidez de ne pas traiter cette question, la ligne correspondante doit rester vierge.
• soit vous jugez que la question comporte une seule bonne réponse, vous devez cocher l'une des cases .

• soit vous jugez que la question comporte deux réponses exactes, vous devez cocher deux des cases A, B, C, D et deux seulement.

• soit vous jugez qu'aucune des réponses proposées n'est bonne, vous devez alors cocher la case .

7) EXEMPLES DE RÉPONSES

Vous marquerez sur la feuille réponse:

2 -

3 -

AVERTISSEMENTS

QUESTIONS LIEES

Optique d'un périscope

On introduit les distances et . Dans tout l'exercice, on admet que les lentilles fonctionnent dans les conditions de Gauss.

1. L'objet est placé à grande distance du périscope (suffisamment loin pour que puisse être considéré infini). On note la valeur de permettant à l'œil d'observer à travers sans accommoder. Exprimer :
   A)
   B)
   C)
   D)
2. L'objet étant encore à l'infini, on règle de telle sorte que où et . Que peut-on affirmer?
   A) L'image de par est réelle.
   (B) L'image de par est virtuelle.
   (C) L'ceil peut observer une image nette à travers .
   B) L'œil ne peut pas observer d'image nette à travers .
3. L'objet est maintenant placé à distance finie. On note l'image de par le système et . Exprimer :
   A)
   (B)
   C)
   D)
4. Quelle est alors la taille (grandeur algébrique) de cette image intermédiaire?
   A)
   B)
   C)
   D)
5. L'image de par se forme en avant de , à une distance où . On envisage que l'œil puisse désormais accommoder. En outre, . On note l'angle sous lequel l'image de par est vue par l'observateur (on rappelle que l'œil est derrière et à proximité immédiate de ). Que peut-on affirmer?
   A)
   B)
   C) L'image est ponctuelle pour l'œil.
   D) L'image est étendue pour l'œil.
6. De quelle distance faut-il déplacer depuis la position précédente pour retrouver le réglage initial ?
   A)
   B)
   C)
   D)

Corpuscule dans le champ de pesanteur

Dans le référentiel du laboratoire supposé galiléen, un projectile assimilé à un corpuscule (i.e. point matériel), est tiré à l'instant initial dans un plan vertical depuis l'origine d'un repère cartésien ( ), donnant le sens de la verticale ascendante. Le vecteur vitesse initiale de , de norme , forme un angle avec l'axe (Fig. ci-après). On désigne par le vecteur champ de pesanteur ( ) et on néglige tout frottement. On considère une cible placée à la distance de et à une hauteur , dans .

7. Quelle condition doivent satisfaire et pour que l'altitude maximale, , atteinte par vérifie ?
A)
B)
C)
(D)
8. Quelle relation et doivent-ils satisfaire pour que la cible soit atteinte?
(A))
B)
C)
D)
9. On fixe (jusqu'à la fin de cet exercice), devenant alors le seul paramètre variable. La cible n'est atteinte que lorsque:

Tige rigide en rotation

Une tige homogène , de masse et de longueur , est initialement à l'équilibre avec une position horizontale dans le champ de pesanteur où et est un vecteur unitaire dirigé dans le sens de la verticale descendante. On l'astreint à tourner autour d'un axe horizontal ( ) fixe dans le référentiel du laboratoire (supposé galiléen) et orthogonal à et donc au plan de la figure (Fig. ci-après). L'axe de rotation, orienté positivement vers le lecteur, sépare la tige en deux parties de longueurs et . Les frottements sont négligés. Le moment d'inertie de par rapport à vaut . L'extrémité (gauche) de la tige est fixée à un ressort vertical, de raideur et de longueur à vide . L'autre extrémité du ressort est solidaire d'un bâti, fixe dans le référentiel du laboratoire. La coordonnée de est repérée par l'axe . Initialement, coüncide avec l'origine du repère, et donc .

13. Exprimer le moment (scalaire) du poids de la tige par rapport à l'axe orienté , à l'instant initial:
A)
B)
C)
(D)
14. Exprimer la force qu'exerce le ressort en à l'instant initial:
(A)
B)
C)
D)
15. Quelle est la longueur du ressort à l'instant initial?
A)
B)
(C)
D)
16. On étudie désormais le régime dynamique au voisinage de la position horizontale de . Exprimer le moment scalaire de par rapport à l'axe orienté :
A)
B)
C)
(D)
17. L'équation différentielle d'évolution de l'abscisse de se met sous la forme suivante:

Thermodynamique

Un gaz, supposé parfait ( moles), suit le cycle de transformations réversibles ( ) suivantes (Fig. ci-après) :

Électrocinétique des régimes transitoires

On associe, en dérivation, condensateurs identiques de capacités . Le dipôle obtenu est alors monté en série avec un résistor de résistance , un générateur de tension continue de force électromotrice (tension) , et un interrupteur que l'on ferme à un instant pris comme origine temporelle ( ). On note l'intensité du courant électrique débité par le générateur et allant de 1 à , l'intensité du courant électrique dans le ième condensateur (Fig. ci-après). On désigne la tension aux bornes des condensateurs. Avant la fermeture de , où est la tension de charge des condensateurs.

25. Que vaut l'énergie totale emmagasinée par les condensateurs, avant la fermeture de ?
A)
B)
C)
D)
26. Que peut-on affirmer lorsque ?
A) avec
B) avec
C) avec
D) avec
27. Comment évolue après fermeture de ?
A)
B)
C)
D)
28. Que peut-on affirmer lorsque ?
A) avec
B) avec
C) avec
D) avec
29. Quel est le courant débité par le générateur en ?
A)
B)
C)
D)
30. Comment évolue après fermeture de ?
A)
B)
C)
D)

Régime sinusoïdal forcé établi

Un filtre composé d'un résistor de résistance , d'une bobine d'inductance et de deux condensateurs identiques de capacités , est alimenté par une tension d'entrée sinusoïdale , de pulsation , et d'amplitude complexe . On se place en régime sinusoïdal forcé établi (i.e. permanent) et on prélève la tension de sortie aux bornes du résistor. On désigne par l'amplitude complexe de la tension . Deux interrupteurs et permettent de modifier la constitution du circuit (Fig. ci-après). On note la fonction de transfert du filtre et , l'unité imaginaire ( ).

31. et étant ouverts, la fonction de transfert se met sous la forme: