ENAC Physique toutes filières 2002

J. 1970

ECOLE NATIONALE DE L'AVIATION CIVILE . ANNEE 2002

CONCOURS DE RECRUTEMENT D'ELEVES
PILOTE DE LIGNE

EPREUVE DE PHYSIQUE

Durée : 2 Heures
Coefficient : 1

Le sujet comprend :
. 1' page de garde,
. 2 pages (recto-verso) d'instructions pour remplir le QCM,
. 1 page avertissement,
. 4 pages numérotées de 1 à 4.

CALCULATRICE AUTORISEE

ECOLE NATIONALE DE L'AVIATION CIVILE EPL/S

ÉPREUVE DE PHYSIQUE

A LIRE TRÈS ATTENTIVEMENT

L'épreuve de physique de ce concours est un questionnaire à choix multiple qui 
sera corrigé automatiquement
par une machine à lecture optique.

1)

ATTENTION, IL NE vous EST DÉLIVRÉ QU'UN SEUL QCM

Vous devez coller dans la partie droite prévue à cet effet, l'étiquette 
correspondant à l'épreuve que
vous passez, c'est--à-dire épreuve de physique (voir modèle ci-dessous).

POSITIONNEMENT DES ETIQUETTES

Pour permettre la lecture optique de l'étiquette, le trait vertical 
matérialisant l'axe de lecture du code à barres
(en haut à droite de votre QCM) doit traverser la totalité des barres de ce 
code.

EXEMPLES :
BON MAUVAIS MAUVAIS
>< % ?. >< ;: N :=» >< :: «>
:=...
x >< "' x x \l ; oe : CD Il] ... tu à ä : 2) Pour remplir ce QCM, vous devez utiliser un STYLO BILLE ou une POINTE FEUTRE de couleur NOlRE. 3) Utilisez le sujet comme brouillon et ne retranscrivez vos réponses qu'après vous être relu soigneuse- ment. 4) Votre QCM ne doit pas être souillé, froissé, plié, écorné ou porter des inscriptions superflues, sous peine d'être rejeté parla machine et de ne pas être corrigé. 5) Cette épreuve comporte 30 questions, certaines, de numéros consécutifs, sont liées. La liste des ques- tions est donnée au début du texte du sujet. Chaque candidat devra choisir au plus 25 questions parmi les 30 proposées. Il est inutile de répondre à plus de 25 questions : la machine à lecture optique lira les réponses en séquence en partant de la ligne 1, et s'arrêtera de lire lorsqu'elle aura détecté des réponses à 25 ques-- tions, quelle que soit la valeur de ces réponses. Chaque question comporte au plus deux réponses exactes. 6) A chaque question numérotée entre 1 et 30, correspond sur la feuille-réponses une ligne de cases qui porte le même numéro (les lignes de 31 à 100 sont neutralisées). Chaque ligne comporte 5 cases A, B, C, D, E. Pour chaque ligne numérotée de 1 à 30, vous vous trouvez en face de 4 possibilités : ) 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 noircir l'une des cases A, B, C, D. » soit vous jugez que la question comporte deux réponses exactes, vous devez noircir deux des cases A, B, C, D et deux seulement. » soit vous jugez qu'aucune des réponses proposées A, B, C, D n'est bonne, vous devez alors noircir la case E. En cas de réponse fausse, aucune pénalité ne sera appliquée. 7) EXEMPLES DE REPONSES Exemple | :Question 1 : Pour une mole de gaz réel : A) lim (PV) : RT , quelle que soit la nature du gaz. P-->o

B) PV : RT quelles que soient les conditions de pression et température.
C) Le rapport des chaleurs massiques dépend de l'atomicité.
D) L'énergie interne ne dépend que de la température.

Exemple il : Question 2 :

Pour un conducteur ohmique de conductivité électrique 6 , la forme locale de la 
loi d'OHM est :

?Ê ? + -> 2? ? 2->
A) J=-- B)J=GE C)E=O'J D)J=GE

Exemple ill : Question 3 :

A) Le travail lors d'un cycle monotherme peut être négatif.
B) Une pompe à chaleur prélève de la chaleur à une source chaude et en restitue 
à la source froide.

T
C) Le rendement du cycle de CARNOT est 1 + "Î2 ..
1

D) Le phénomène de diffusion moléculaire est un phénomène réversible.

Vous marquerez sur la feuille réponse :

_ [:| _ [:] l::l
] A B C D E
:! == [==] [: =3
I:] _ =] E !=!
2 A B C D E
E E:! E:] [=] [:D
E [=] :] [=] _
3 A B C D E
[II:] E !=! |: E:]

AVERTISSEMENT

Dans certaines questions, les candidats doivent choisir entre plusieurs valeurs 
numériques. Nous
attirons leur attention sur les points suivants:

1 -- Les résultats sont arrondis en respectant les règles habituelles (il est 
prudent d'éviter les
arrondis -- ou des arrondis peu précis --- sur les résultats intermédiaires).

2 -- Les valeurs fausses qui sont proposées sont suffisamment différentes de la 
valeur exacte pour
que d'éventuelles différences d'arrondî n'entraînent aucune ambiguïté sur la 
réponse.

QUESTIONS LIEES

[l, 2, 3, 4, 5]

[6, 7, 8, 9]
[10,11,12,13,14,15]
[16, 17, 18, 19, 20]
[21, 22, 23, 24, 25]
[26, 27, 28, 29, 30]

l. -- A l'aide d'une lentille mince convergente £ de distance
focale image f = 20 cm, on forme l'image d'un objet sur un
écran situé à une distance D = 1 m de l'objet. En déplaçant la
lentille, on trouve deux positions 01 et 02 qui donnent une image

nette sur l'écran (cf. figure ci-contre).
Calculer la distance d = 0102 qui sépare ces deux positions:

A)d=447mm B)d=192mm
C)d=58mm D)d=352mm

2. -- Calculer le grandissement transversal Gt de l'image cor--
respondant & chacune de ces deux positions de la lentille.

A) Gt : --2, 62 B) Gt : --0, 79

C) G,: = --0, 38 D) Gt : --1, 27

3. ---- La lentille précédente est remplacée par une lentille convergente E' de 
distance focale image f ' inconnue.
Les deux positions de la lentille qui donnent une image nette sur l'écran sont 
séparées par une distance d' = 600

mm. Calculer f' .
A) ]" = 100 mm B) ]" = 260 mm
C)f'=90mm D)f'=160mm

4. ---- On remplace L' par une nouvelle lentille convergente £" placée entre 
l'objet et l'écran. On règle la position
de l'écran de façon à ce qu'il n'existe plus qu'une seule position pour 
laquelle £" donne une image nette de l'objet
(d = 0). On mesure alors une distance D" = 1200 mm entre l'objet et son image. 
En déduire la distance focale

image f" de cette lentille.
A) f" = 150 mm B) f" = 300 mm C) f" = 120 mm D) f" = 200 mm

5. ---- Calculer, dans ces conditions, le grandissement transversal Gt1 de 
l'image.
A) Gt1 = --3 B)Gt1 = --07 5 C)Gt1 = --1 D) Gti = --27 3

6. ---- La force de résistance F exercée par l'eau sur certains modèles de 
navires et pour des vitesses @ comprises
entre 10 km.h"1 et 20 km.h"1 est une fonction du type: F : kv3 où k est une 
constante que l'on calculera,
sachant que lorsque le moteur fournit une puissance propulsive P = 4 MW, la 
vitesse limite atteinte par le navire

est de 18 km.h"l.
A) k = 7200 kg.s.m'2 B) k = 12800 kg.s.m_2 C) I: = 3200 kg.s.m'2 D) k = 6400 
kg.s.m"2

7. -- Le moteur est coupé alors que le navire de masse 12000 t se déplace à une 
vitesse vl : 16 km.h" 1. Calculer
la durée to nécessaire pour que la vitesse du navire tombe àla valeur 02 = 13 
km.h_1.
A)t0=32,1s B)to=24,4s C)t0=12,3s D)t0=19,7s

8. -- Montrer que la distance d parcourue par le navire peut s'écrire:

d=A<Æ...L) '02 '... Exprimer/1. ___m _2m ___--72 m2 A)A----k B)A--Î C)A--2k D)A=Î2-- 9. -- Calculer la valeur numérique de d. A)d=118,2m B)d=53,7m C)d=97,1m D)d=68,5m 10. ---- Un récipient à parois adiabaüques, muni d'un piston mobile sans frottement, de masse négligeable et également adiabatique, contient un gaz parfait occupant un volume initial V}; = 10 EUR , à une température T.-- = 373 K. La pression totale'qui s'exerce sur le piston est p.-- = 106 Pa. Calculer le nombre n de moles de gaz parfait contenu dans le compartiment. On donne la constante des gaz parfaits : R = 83143 J.K"1. A)n=2,56 B)n=3,22 C)n=3,89 D)n=l,35 11. -- La contrainte qui maintient le piston en équilibre est supprimée de sorte que la pression qui s'exerce sur lui tombe brutalement àla valeur p f = 105 Pa correspondant àla pression atmosphérique du lieu. Le gaz évolue vers un nouvel état d'équilibre caractérisé par les valeurs respectives Tf et Vf de la température et du volume. Calculer Tf, sachant que la capacité thermique molaire à volume constant C., : 5R / 2. A) Tf =192K B)Tf =277K C)Tf=251K D)Tf=227K 12. -- Calculer Vf. A)Vf=47,lê B)Vf=34,8£ C)Vf=102,5£ D)Vf=74,3£ 13. -- Calculer le travail W échangé avec le milieu extérieur. A) W = --6429 ] B) W = ----7235 J C) W = --3425 ] D) W = --12720 ] 14. ---- Calculer la variation d'entr0pie AS du gaz. A) AS = 53 J.K--1 B) AS = 28 J.K'1 C) AS = 33,8 J.K"1 D) AS = 0 15. ---- Calculer l'entropie produite Sp. A) Sp : O B) S = ---53 J.K"1 C) S,. = 33, s J.K--1 D) S,, = 28 J.K"1 16. ---- On considère le circuit représenté sur le schéma de la figure ci--contre. La source de tension délivre une force électro-- motrice sinuso'1'dale e(t) : EO sin(wt + cp) d'amplitude Eg, de pulsation w et de phase à l'origine des temps 90. Montrer que la tension u aux homes du condensateur C obéit à l'équation dif-- U férentielle: e (t) -- 7"-qE + u 0 dt Exprimer eo(t). A) eo(t) : EO sin(wt + 90) B) eO(t) : 2E0 sin(wt +  = --V(--OE)

27. ---- Calculer le champ électrique Ê1(oe) pour --a < a: < a. .. $ 513 A) E1(oe>= --E--e. B) Ê1= fie.
50 50
- _ plOEl .. D Ê : __gg -
C) E1(OE) ---- 50 656 ) 1(OE) 280 en:
28. ---- Calculer le champ électrique Ê2(OE) pour |oel > a
2 + a
A) E2(æ) : ----'î_--a-- pour a: > a B) Eg(æ) : -----Ê-- pour a: < --a o 0 --» -» a C) E2(CIË) : ? pour a: > a D) E2(oe) : EUR-- pour a: < --a 0 o 29. ---- Calculer le potentiel V1(oe) pour ----a < a: < & sachant que V1(O) : Vo. A) V1(æ)=poe + VO B) V1(oe)= --2----p"' + V0 250 80 m' _p_æ_2 C) V1(OE) : ---- + Vo D) V1(CE)= + V0 80 250 30. ---- Calculer le potentiel V2(OE) pour |oe| > a.

A) Vg(OE)= ï <--a: + %) -- Vo 13) V2(OE) = % ($ + a) + Vo C) v2(oe) = % --|oe1 -- a) + Vo D) V2(oe) : ££'% <----|oel + %) + % runnlMl--"RIF'. NATIONALE. -- D'aprèsdocumentsfuurnis.