Examen final de Physique : mecanique








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titreExamen final de Physique : mecanique
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COLLEGE DES SAINTS CŒURS

Date : Mai 2012

Durée :60 min

Classe : EB9

Numéro d’ordre : … /20

BAUCHRIEH

www.bauchrie.sscc.edu.lb Bon travail J

Examen final de Physique : MECANIQUE

Premier exercice. ( 8 pts )

Poussée d’Archimède.

On suspend un solide ( S ) de volume V= 500 cm3 à l’extrémité libre d’un dynamomètre.

Le dynamomètre indique 5N.

Lorsqu’on immerge le solide dans un liquide ( L1) , le dynamomètre indique 0 N.

Lorsqu’on immerge le solide dans un liquide ( L2) , le dynamomètre indique 1 N.

Première expérience.

1 – Calculer la masse du solide. En déduire sa masse volumique ρs.

2 –a – Quelle est la valeur de la poussée d’Archimède F1 exercée

par ( L1) sur ( S ).

b – Le corps ( S ) flotte dans le liquide ( L1). Justifier

c – Calculer la masse volumique ρ1 du liquide ( L1 ) si le volume de

la partie qui émerge est 100 cm3.

3 –a – Calculer la valeur de la poussée d’Archimède F2, exercée par L1 L2

( L2 ) sur ( S ).

b – ( S) est complètement immergé dans ( L2) , calculer la masse

volumique ρ2 du liquide ( L2).

Deuxième expérience.

4 – ( S ) est complètement immergé dans un liquide ( L3).

On coupe le fil du dynamomètre, le corps ( S) flotte en équilibre au sein du liquide.

a – Sans faire aucun calcul, déterminer la masse volumique ρ3 du liquide ( L3).

b – Calculer le poids apparent de ( S ) dans le liquide (L3).

On donne g = 10 N/kg.

Deuxième exercice. ( 4 pts )

Pression exercée par un cylindre.

On dispose d’un cylindre (C) de masse volumique ρ = 7,2 g/cm3 et de hauteur h = 10 cm.

Sa base circulaire, de rayon r = 2 cm, s’appuie sur un support horizontal.

  1. Sachant que le volume d’un cylindre est donné par la

relation : , déterminer le volume de ( C ).

  1. Calculer la masse m du cylindre.

En déduire la valeur P de son poids.

  1. Déterminer, en Pa, la valeur de la pression exercée par le cylindre sur son support.

On donne g = 10N/kg.

Troisième exercice. ( 4 pts )

Masse volumique du liquide.
Dans l'une des deux branches du même tube, on verse une quantité d'un liquide non miscible à l'eau, de masse volumique ρ. À l'équilibre, la hauteur du liquide est h = 20 cm et celle de l'eau au-dessus de la surface de séparation des liquides est h1 = 16 cm.
On donne :

- pression atmosphérique Patm = 76 cm de mercure .

- masse volumique du mercure ρHg = 13,6 g/cm3 .

- masse volumique de l'eau ρeau = 1 g/cm3 .

- g = 10 N/kg.
1. Déterminer, en fonction de ρ, la pression au point C.

2. Calculer la pression au point D.

3. Les pressions en C et D sont égales. Pourquoi ?

4. Déduire la valeur de ρ.

Quatrième exercice. ( 4 pts )

Principe d’interaction à distance.

Les deux boules A et B de la figure portent la même charge électrique et sont suspendus l’une près de

l’autre.

La force électrostatique exercée par A sur B est FA/B = N.

  1. Enoncer le Principe d’interaction.

  2. Donner les caractéristiques des forces d’interaction électrique entre A et B : point d’application, direction, sens et intensité.

  3. Reproduire le schéma ci - dessous puis représenter ces deux forces à l’échelle :

1 cm pour N.


A B


SSCC BAUCHRIEH/ Physique / corrigé de l’examen final/ EB9 / 2012

Premier exercice.

1 – P = m. g donc m = P/g = 5/ 10 = 0,5 kg Donc ρs = m/ Vs = 0,5/ 500. 10-6 = 1000 kg/m3. 2 pts

2 –a)F1= P – Pa(L1) . Or Pa(L1)= 0 N donc F1 = P = 5 N. ½ pt

b) F1 = P = 5 N donc le corps ( S) flotte dans le liquide ( L1). ½ pt

c) Le volume de la partie qui émerge est 100 cm3 donc Vimmergé = 500 – 100 = 400 cm3.

F1 = ρ1 . g . V( L1 déplacé ) = ρ1 . g . Vimmergé

donc ρ1 = F1/g.Vimmergé. = 5/10. 400.10-6 = 1250 kg/m3 1 pt

3 – a) F2 = P – Pa( L2) = 5 – 1 = 4 N. ½ pt

b) F2 = ρ2 . g . V( L2 déplacé ). ½ pt

Or V ( L2 déplacé ) = Vs car ( S) est totalement immergé dans le liquide ( L2). ½ pt

Donc : F2 = ρ2 . g . VS donc ρ2 =F2 / g. Vs = 4 / 10. 500. 10-6 = 800 kg/m3. 1 pt

4 – a – ( S ) flotte au sein du liquide donc ρs = ρL3 = 1000 kg/m3 1 pt

b – ( S ) flotte au sein du liquide donc la valeur de la poussée d’Archimède exercée par

L3 sur ( S ) est égale a l’intensité P du poids de ( S) donc Pa ( L3 ) = 0. ½ pt
Deuxième exercice

PRESSION EXERCEE PAR UN CYLINDRE.

  1. V=πr2h donc V =3,14.22.10 = 125,6 cm3. ½ pt

  2. ρ=m/v ½ pt

donc m = ρ . V = 7,2 . 125,6 = 904,32 g = 0,90432 kg. ½ pt

P= m.g ¼ pt

donc P = 0,90432 .10 = 9,0432 N. ½ pt

  1. La pression p est p = F/S . ¼ pt

Or, la force pressante F est le poids P du cylindre. ¼ pt

La surface du cylindre est un disque  : S= πr2 ¼ pt

donc S=3,14.4 = 12,56 cm2 = 12,56.10-4 m2. ½ pt

p = P/S donc p=9,0432/12,56.10-4 donc p= 7200 Pa. ½ pt
. MASSE VOLUMIQUE DU LIQUIDE




104960 Pa


Troisième exercice.





  1. lorsqu’un corps A exerce sur un corps B une action mécanique, le corps B exerce sur le corps A une

réaction. Ces deux forces ont même direction, sens opposés et ont la même intensité. 1 pt
2) FA/B est la force électrique exercée par le corps A sur le corps B.

Point d’application : centre de gravité de la boule B. ¼ pt

Direction : horizontale. ¼ pt

Sens : de A vers B. ¼ pt
FB/A est la force électrique exercée par le corps B sur le corps A.

Point d’application : centre de gravité de la boule A. ¼ pt

Direction : horizontale. ¼ pt

Sens : de B vers A. ¼ pt

3) figure. 1 pt ; L(FA/B) = L( FB/A)= 2 cm ½ pt

Au revoir 

http://www.mazenhabib.webs.com


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