Contrôle n°10

Comme d'habitude, afin de vous entraîner pour le dernier contrôle de l'année qui aura lieu mardi prochain, voici une petite sélection d'exercices.
Je vous donne aujourd'hui un peu d'optique, la suite plus tard.

n°15, 23 et 24 page 238-239.

Quelques exercices sur le magnétisme :
n°4 page 221, n°18 page 224, n°19 page 209, n°15 et n°16 page 193.

Et le plus difficile, le n°25 page 210.

Monsieur, vous pouvez mettre la correction du 18 p.224 s'il vous plait ?

n°18 page 224 :
1) Si la tige s'élève, c'est que la force de Laplace est verticale et dirigée vers le haut. On applique alors la règle des 3 doigts de la main droite et on en déduit que de courant circule de gauche à droite dans la tige.
2) La force qui provoque l'allongement DL du ressort est le poids de la tige donc P = mg = 0,020.10 = 0,20 N.
3) DL' = DL - 3,0 = 5,0 - 3,0 = 2,0 cm.
On dit dans le texte que F est proportionnelle à DL. Donc :
F = k.DL et F' = k.DL'.
On en déduit F'/F = DL'/DL
Et F' = (DL'.F)/DL = (2,0.0,20)/5,0 = 0,080 N.
4) C'est à cause de la force de Laplace que le ressort est moins allongé. On a donc F' = P - F.
Donc F = P - F' = 0,20 - 0,080 = 0,12 N.
F = I.L.B.sin alpha.
Ici alpha = 90° donc sin alpha = 1.
Par conséquent, B = F/(I.L) = 0,080/(10.0,10) = 0,080 T = 80 mT.

Monsieur, pouvez vous mettre la correction du 16 page 193 (aiment en U)
et dans l'exercice 4 page 221 les questions sans schéma svp.

n°16 page 193 :
1) Dans l'entrefer d'un aimant en U, on s'attend à ce que le champ magnétique soit uniforme, c'est-à-dire qu'il soit le même partout. Sa direction est la perpendiculaire aux branches de l'aimant et son sens est du pôle nord vers le pôle sud de l'aimant.
2) a) On s'attend à ce que B1 = 0 mT puisque le champ a une direction perpendiculaire à la sonde.
b) B1 et B2 ne changent pas.
c) Faites un schéma pour comprendre; Il faut appliquer la trigonométrie : B2' = B2.cos(alpha) =65.cos30 = 56,3 mT.
d) Si alpha=90°,alors B2' = 0 mT (voir question précédente). En fait l'orientation des pastilles axiale et tangentielle a été intervertie.

n°4 page 221 :
1) Sur AB : la force est appliquée au milieu de [AB], lui est perpendiculaire et dirigée vers le haut.
Sur DC : la force est appliquée au milieu de [CD], lui est perpendiculaire et dirigée vers le bas.
Sur AD : la force est appliquée au milieu de [AD], lui est perpendiculaire et dirigée vers la gauche.
Sur BC : la force est appliquée au milieu de [BC], lui est perpendiculaire et dirigée vers la droite.
2) Seules les forces latérales ont une action. La spire a tendance à être étirée sur les côtés.
3) puisque ce n'est pas précisé dans texte, il faut choisir d'orienter le champ magnétique vers la gauche ou vers la droite (mais ça ne changera pas le résultat final).
Ceci fait, les forces exercées sur les côtés AB et DC n'ont encore aucune influence sur le mouvement puisque leur direction passe par l'axe de rotation de la spire (les fils tendus).
Par contre, les forces exercées sur les côtés AD et BC ont pour direction la perpendiculaire à la spire et ont des sens opposés (vers l'arrière ou vers l'avant suivant le sens choisi pour B). Ces deux forces vont donc avoir tendance à faire tourner la spire sur ell-même autour d'un axe vertical.

Merci beaucoup pour les corrections monsieur

n°15 page 238 :
1) Le rayon incident est parallèle au rayon émergent.
2) S, S1 et S2 sont aux sommets d'un triangle rectangle.

n°15 page 206 :
1) Il faut placer un ampèremètre en série dans le montage.
2) Le courant circule du pole + vers le pole-. Donc dans le sens des aiguilles d'une montre sur le schéma. La face nord est à droite du solénoïde.
3) L'aiguille s'oriente suivant l'axe du solénoÏde, son côté nord vers le nord du solénoïde. Dans le solénoïde, le champ magnétique a la direction de son axe et est dirigé du sud vers le nord.
4) On doit utiliser une sonde axiale que l'on place au centre du solénoïde.
6) B = 6,31E-4. I - 6,02E-6
B' = 1,26E-3.I - 3,21E-6
7) On voit dans les deux cas que l'ordonnée à l'origine est très proche de 0 donc, on a quelque chose s'approchant d'une fonction linéaire du type B = k.I, donc compatible avec la relation B = µ0nI.

merci beaucoup monsieur

pour le 16 page 193 je ne comprend pas pourquoi B1 = 0T
B1 est orienté dans le sens des lignes de champs certes mais je ne vois pas pourquoi ..
si quelqu'un peut m'aider

n°19 page 209 :
1) B = µ0.(N/L).I = µ0.(2500/50,0E-2).3,22 = 0,020 T
2) Dans tout l'espace à l'intérieur du solénoÏde tant qu'on ne s'approche pas trop des bords.
3) Le shéma dépend du sens du courant et de l'emplacement du pôle nord.
4) On peut doubler le nombre de spires, diviser par 2 la longueur du solénoïde ou, plus simplement, doubler l'intensité du courant qui traverse le solénoïde.

n°25 page 210 :
1) B1 = 0,20 mT et B2 = 0,20 mT.
Les deux champs ont la même intensité.
2) Les deux vecteurs sont appliqués en O.
B1 a pour direction OT2 et pour sens de T2 vers O.
B2 a pour direction OT1 et pour sens de O vers T1.
3) On choisit un repère (O, i, j) centré sur O et dont les axes ont les directions de (T1O) et (T2O).
B1 (0; +2,0E-4).
B2 (-2,0E-4; 0).
4) B(O) = B1(O) + B2(O).
B(-2,0E-4; +2,0E-4)
5) B(O) = 2,8E-4 T.
7) B est nul au milieu du segment [T1T2].

Monsieur, pour le 16 page 193 pourquoi le sens du champ magnétique est du NORD vers le SUD puis, dans la correction il y a " le champ a une direction perpendiculaire a la sonde " mais c'est faux ? étant donné que la direction des lignes de champs dans un aimant en U est la perpendiculaire aux branches de l'aimant !

Pouvez vous mettre la correction du 23 et 24 p 238 sur l'optique? Merci d'avance pour votre aide.

Citation :

n°19 page 209 :
1) B = µ0.(N/L).I = µ0.(2500/50,0E-2).3,22 = 0,020 T

Ce ne serai pas 0.20 T ?

Non, je confirme que c'est bien 0,020 T. Es-tu bien sûr de ne pas t'être trompé en utilisant la notation scientifique sur ta calculatrice ?

n°23 page 238 :
C'est difficile de corriger ici car il faut faire un schéma. Mais le principe est d'appliquer le théorème de Thalès.
Tu devrais trouver une relation du type H/0,5 = 12/1
ce qui donne H = 6 m pour la hauteur de l'arbre.

n°24 page 239 :
1 et 2) Constructions simples à faire.
3) En raisonnant sur la figure, vous devez trouver h0 = OP/2 + OH/2 = HP/2 = 0,90 m.
Et cette hauteur h0 est indépendante de la distance entre l'observateur et le miroir.