On
donne : 12Mg ; 13Al ; 14Si
; 15P ; 16S ; 17Cl.
1 u = 1,6605 10-27 kg ; c = 2,99792 108
m/s ; 1 eV = 1,60218 10-19 J ; masse d'un noyau
de phosphore 30 m(30P) =29,9701 u.
m(proton) = 1,00728 u ; m(électron) =5,5 10-4 u
; m(neutron) =1,00866 u ; énergie de liaison par nucléon du phosphore
31 : 8,48 MeV/nucléon.
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Synthèse
du phosphore.
Le
11 janvier 1934, Irène et Frédéric oliot Curie synthétisent du
phosphore 30 en bombardant de l'aluminium 27 avec des particules alpha.
Le phosphore 30 se désintègre spontanément en silicium 30. La
découverte est de taille : il est possible de synthétiser de nouveaux
éléments radioactifs qui n'existent pas à l'état naturel, ce sont des
radioéléments artificiels. Un an plus tard, ils reçoivent le prix Nobel
de chimie pour la découverte de la radioactivité artificielle.
Une
particule alpha est :
A. Un électron ; B. un positon ;
C. un proton ; D. un neutron ; E. un noyau d'hélium ( vrai ).
Lors de la
réaction nucléairepermettant la formation du phosphore 30, une petite
particule est émise, ils'agit :
A.
Un électron ; B. un positon ; C.
un proton ; D. un neutron ( vrai ) ;
E. un nucléon ( vrai ).
2713Al
+ 42He ---> 3015P
+10n.
La
désintégration radioactive du phosphore 30 est :
A : une réaction de fission. B : une réaction de fusion. C :
une radioactivité ß+( vrai ). D : une radioactivité ß-.
E : une radioactivité alpha.
3015P
---> 3014Si
+ 01e.
( émission d'un positon ).
Calculer
le défaut de masse d'un noyau de phosphore 30.
2,867 10-28
kg ; 4,123 10-28 kg ; 4,467 10-28 kg ; 2,467 10-26 kg ; 4,467 10-26
kg.
Le noyau de phosphore possède 15 protons et 30-15 = 15 neutrons.
Dm =m(30P)
-15m(proton)-15 m(neutron) = 29,9701-15*1,00728-15*1,00866=
-0,269 u.
- 0,2692 *
1,6605 10-27 = - 4,467 10-28 kg.
Calculer
en MeV/nucléon
l'énergie de liaison de ce noyau de phosphore 30.
7,35 ; 8,35 ; 8,48 ; 16,7 ; 251.
E
= |Dm|c2
=
4,467 10-28 *(2,99792
108)2 = 4,0147 10-11
J.
4,0147 10-11 / 1,60218
10-19 =2,5058
108 eV =250,58 MeV.
250,58 / 30 = 8,35
MeV/nucléon.
En
comparant cette valeur à celle de l'énergie de liaison par nucléon du
phosphore 31 :
A : on peut conclure que le phosphore 30 est plus stable que le
phosphore 31.
B :
on peut conclure que le phosphore 30 est moins stable que le phosphore
31 ( vrai ).
Energie de liaison par nucléon
du phosphore 31 : 8,48 MeV/nucléon, valeur supérieure à l'énergie de
liaison par nucléon du phosphore 30. Plus l'énergie de liaison par
nucléon est grande, plus le nucléide est stable.
C : on peut conclure que le
phosphore 30 est aussi stable que le phosphore 31.
D : on ne peut rien conclure. E : il n'y a aucune bonne réponse.
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Oscillations
électriques.
On réalise des oscillations électriques libres dans un circuit LC
série. A l'aide d'un oscilloscope, on visualise la tension uc(t)
aux bornes du condensateur de capacité C = 4,70 mF. La courbe obtenue
est une sinusoïde de période T = 50,0 ms et d'amplitude A = 0,300 V.
L'inductance
de la bobine a pour valeur :
13,5 mH ; 42,3 mH ; 84,7 mH ; 272 mH ; 1,69 H.
T = 2 p(LC)½
; L = T2 /(4p2C)
=0,052 / (4*3,142*4,70 10-3)
=1,35 10-2 H = 13,5 mH.
L'énergie
maximale emmagasinée das le condensateur :
A :
est identique à l'énergie maximale que peut emmagasiner la bobine ( vrai ).
Echange d'énergie
entre bobine et condensateur sans perte par effet Joule dans les
parties résistives : l'énergie totale stockée par le dipôle LC reste
constante.
B : est supérieure à l'énergie maximale que peut emmagasiner la bobine.
C : est proportionnelle à la tension aux bornes du condensateur. ( ½Cuc2 ). D : vaut 0,21
mJ. E : vaut 0,71 mJ.
½Cuc2 = 0,5 * 4,70 10-3*0,302
=2,1 10-4 J = 0,21 mJ.
L'intensité
i du courant dans la bobine lorsque uc(t) =0,10
V vaut : 0,10 A ; 0,17 A ; 0,20 A ; 0,34 A ; 0,50 A.
Energie totale du dipôle : 2,1 10-4
J ; énergie stockée par le condensateur : 0,5 * 4,70 10-3*0,102
=2,35 10-5 J ;
énergie stockée par la bobine : 2,1 10-4
- 2,35 10-5
= 1,86 10-4 J.
1,86
10-4 = ½L i2 : i =(2* 1,86 10-4
/ L)½ = (2* 1,86 10-4
/ 1,35 10-2)½ ~0,17 A.
Satellites
géostationnaires.
On donne G = 6,67 10-11
SI ; masse de la terre M = 5,97 1024 kg ; rayon
de la terre : D = 6,38 103 km ; période de
rotation propre de la terre T = 8,62 104 s. La
plupart des satellites de télécommunication placés en orbite autour de
la terre sont des satellites géostationnaires.
Un
satellite géostationnaire :
A :
est immobile dans le référentiel géocentrique. B :. est immobile par
rapport au centre de la terre dans le référentiel géocentrique.
. C : est immobile dans le référentiel héliocentrique. D : est immobile
dans le référentiel terrestre (vrai ). E. peut se trouver immobile à
la verticale au dessus de Paris..
Un satellite
géostationnaire est situé dans le plan équatorial ; il décrit une
orbite irculaire dans le même sens que la terre avec la même vitesse
angulaire que la terre ; il paraît immobile pour un observateur
terrestre.
La période
de révolution d'un tel satellite est :
8,62
104 s ;
8,64 104 s ; 24,0 h ; 29,0 jours ; 1,00 an.
La
vitesse d'un satellite géostationnaire est d'environ :
1 m/s ; 3 m/s ; 1 km/s ; 3 km/s : 6 km/s.
v = (GM / (R+h))½ =(6,67 10-11
*5,97 1024 / 4,22 107)½
=3,1 103 m/s = 3,1 km/s.
Le
satellite géostationnaire est situé à l'altitude :
3,58 104 km ;
35,8 104 km ; 4,22 104 km
; 42,2 104 km ; 150 106
km.
Altitude par
rapport au sol : ~ 36 000 km soit 3,6 104 km. Distance par rapport au
centre de la terre : ~42 000 km soit 4,2 104 km.
3ème loi
de Kepler :T2 / (R+h)3 =
4 p2
/ (GM) ; (R+h)3
=T2
GM / (4 p2)=(8,62 104)2*6,67
10-11 *5,97 1024 / (4*3,142)
=7,5 1022 m3.
R+h = 4,22 107 m = 4,22 104
km ; h =
4,22 104 -6,38 103 =3,58 104 km .
Optique.
Un objer réel AB est situé à 5,0 cm d'une lentille convergente L de
vergence 10 dioptries.
L'image
à travers la lentille :
Distance
focale image f' = 1/10 = 0,10 m = 10 cm ; l'objet est situé entre le
centre optique et le foyer principal objet ; la lentille fonctionne en
loupe : image virtuelle, droite, plus grande que l'objet.
A : est observable sur un écran. B : est droite et agrandie ( vrai ).
C :est droite et rtrécie. D : est inversée et agrandie. E : est
inversée et rétrécie.
L'objet
réel a une hauteur de 0,5 cm :
A : le grandissement vaut -2,0. B : le grandissement vaut
0,50. C :
le grandissement vaut 5,0. D : l'image est réelle et se situe
à 10 cm de la lentille.
E : l'image est vituelle et se situe à 10 cm de la lentille ( vrai ).
L'image
d'une lettre "p" donnée par un miroir plan est : "p" ; "b" ; "q" ; "d"
; une autre réponse.
Un objet AB se situe à 50,0 cm d'un miroir plan. On le rapproche de
10,0 cm du miroir.
L'objet
AB se situe à une distance de :
L'objet est
à 40 cm du miroir ; objet et image sont symétriques par rapport au plan
du miroir ; objet et image sont distants de 80 cm.
A
: 40,0 cm de son image. B : 50,0 cm de son image. C : 60,0 cm de son image. D : 80,0 cm de son image ( vrai ).
E : 100 cm
de son image.
Un système optique est constitué de la lentille convergente L et du
miroir plan placé derrière cette lentille, parallèlement au plan de la
lentille et situé à une distance quelconque du plan de la lentille. Un
objet AB est situé dans le plan focal objet de L. A appartient à l'axe
optique. L'image du
point A obtenue après une première traversée de la lentille puis
réflexion sur le miroir puis une deuxième traversée de la lentille
:
A
: est située à l'infini. B : est située entre la lentille et le miroir.
C : est située sur le miroir. D : est située avant le point A. E : est confondue avec le
point A ( vrai ).
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