Accueil H&K
Recherche:
logo

Solution des jeux de PM09

La balance

Culture scientifique

  1. Dans la classification périodique des éléments, ces derniers sont regroupés par colonnes en fonction de leurs propriétés chimiques. La colonne du carbone doit être connue: C - Si - Ge - Sn - Pb. Le corps pur dont les propriétés chimiques sont les plus proches de celles du carbone est donc le silicium.

  2. Dans le cas général, la lumière ne parcourt pas une ligne droite. Vous savez qu'elle est déviée à la traversée d'un dioptre (par exemple eau/air) et que sa courbure suit les gradients de concentration (illusion de route mouillée en été). Dans le vide, la lumière se déplace bien en ligne droite, mais en ligne droite dans un univers courbé (de la même manière qu'une voiture qui va tout droit dans une route en zigzag a une trajectoire courbée), celui décrit par la relativité générale. L'espace est déformé par la présence de matière.

    Considérons les rayons lumineux émis par une étoile. Deux rayons proches peuvent passer de part et d'autre d'un même objet massif et voient leurs rayons courbés. S'ils se rejoignent en un point et s'il se trouve à cet endroit un œil ou un télescope, l'observateur reçoit plus de lumière qu'il n'en recevrait sans la déformation des rayons. Ceci est analogue à l'effet d'une lentille; on parle donc de lentille gravitationnelle

  3. L'élément crucial d'un télescope est un miroir, tandis que celui d'une lunette astronomique est une lentille. Les premiers présentent plusieurs avantages sur les secondes pour les observations astronomiques, qui requièrent des instruments de grande dimension:
    • Il est plus facile de polir de grands miroirs précis que de grandes lentilles. En outre, ces dernières ne sont plus forcément dans l'approximation des lentilles minces.
    • Le miroir du télescope permet de « replier » le faisceau lumineux. Un télescope possédant une focale de 3 m peut ainsi mesurer 1,5 m (il rentre dans le coffre d'une grande voiture), tandis qu'une lunette mesurera au moins 3 m.
    • Comme il est plus facile de faire de grands miroirs, on capte plus de photons (la densité de photons captés par unité de surface est la même).
    • Les verres des lunettes astronomiques les rendent victimes d'aberrations chromatiques.
    • Pour un miroir, il n'y a qu'une seule face à polir.
  4. On peut appliquer l'ARQS lorsque le temps de propagation du courant est négligeable devant les autres temps en jeu dans le circuit. Ceci revient à dire que le courant peut parcourir en une période une distance qui est grande devant la dimension du circuit. En notant L cette dernière, cela se traduit par cT >> L.

    Une remarque au sujet de la vitesse du courant. Ce dernier est produit par le mouvement d'électrons, qui ne se déplacent pas vite, de l'ordre du mm/s. Cela n'empêche pas que la vitesse de l'« information » globale sur le courant soit c, la vitesse de la lumière.

    En France, le courant disponible à une prise a une fréquence de 50 Hz. On est donc dans l'ARQS lorsque L << 3.108×(1/50) = 6.106 m = 6000 km. À l'échelle d'une maison ou d'un laboratoire, l'ARQS est parfaitement valide. À l'échelle de la France, c'est discutable. À l'échelle d'un continent, l'approximation n'est pas valide. Concrètement, cela signifie que si l'on augmente le débit à Brest, le résultat ne se fera sentir à Athènes qu'après un temps non négligeable devant la période du signal (qui est de 20 ms).

  5. Contrairement au champ gravitationnel et au champ électrique, le champ magnétique ne peut pas être causé par une particule isolée. On dit qu'il n'existe pas de « monopôle magnétique »: tout pôle « nord » est nécessairement accompagné d'un pôle « sud ». Ceci se traduit mathématiquement par le fait que la divergence du champ magnétique est nulle. Le théorème de Green-Ostrogradski assure que dans ce cas, le flux à travers une surface arbitraire est toujours nul; on dit qu'il est conservatif.

Énigmes

  1. Notons les lettres a, b, c, d, e et leurs numéros dans l'alphabet a', b', c', d' et e'. Les indices fournissent les équations suivantes:
    1. a' = 11 ou a' = 22 d'où a = K ou a = V.
    2. b = e.
    3. c' = b' + d' + 2.
    4. d' = sqrt(b').
    5. a' + e' = 31.
    Le dernier point entraîne e' = 20 ou e' = 9. Or d'après les deuxième et quatrième indices, e' est un carré parfait: il vaut donc 9 et e = I. D'où b = I, puis d' = 3 donc d = C, et enfin c' = 9 + 3 + 2 = 14 soit c = N. Le mot recherché est VINCI.

  2. D'après la quatrième colonne, 3c = c [10] donc 2c = 0 [10] puis c = 0 [5]: il vaut soit 0, soit 5.

    Si c = 0, alors d'après la troisième colonne, b = 0 puis, avec la deuxième colonne, a = 0, ce qui contredit l'hypothèse et l'opération. On en déduit que c = 5.

    Il faut par conséquent reporter une retenue sur la troisième colonne, qui fournit: 1 + b + 10 = 5 [10]. Le membre de gauche est compris entre 11 et 20; on en déduit qu'il vaut 15, donc b = 4, et il faut de nouveau reporter une retenue.

    La deuxième colonne fournit 1 + a + 4 + 5 = a [10], ce qui n'apporte aucune information supplémentaire si ce n'est qu'il faut nécessairement reporter 1 sur la première colonne.

    Comme la première colonne vaut a et vaut aussi 1, a = 1.

    Finalement, l'opération était: 145 + 455 + 555 = 1155, ce qui est juste.

  3. Cinq traversées suffisent. Pour la première, un couple reste à terre et 1004 femmes font le trajet; l'une d'entre elles ramène le bateau. Elle reste ensuite à terre avec son mari et un autre couple pendant que 1003 hommes partent. C'est un couple qui ramène le bateau, et les trois derniers couples font la cinquième et dernière traversée.

  4.  
  5.  
  6. Chaque enfant a mangé (5+3)/3 = 8/3 de carré de chocolat. Alice avait apporté 15/3 de carré, donc elle en a donné 7/3 de carré. Benoît en a apporté 9/3, donc d'une part il n'a rien reçu d'Alice, d'autre part il a donné à Charlotte 1/3 de carré. Ainsi, Alice a donné 7 fois plus que Benoît à Charlotte: elle espère donc recevoir 7 des 8 billes.

Logimages et sudokus