Devoir commun n°2 - Bougaud

|Le 20/02/2013 |Page : 1 / 10 |DEVOIR COMMUN N°2 (3h30min) |Tale S |
CALCULATRICE AUTORISEE Durée : 3h30min
Les portables seront éteints et placés dans le sac (ou cartable)
Le sac sera déposé aux extrémités de la salle CONTENU : | |Titre |Points |Enoncé |Annexe |
| | | |pages |à rendre |
| | | | |page |
|I |La comète de Halley |7 |2 |10 |
|II |Vin et fermentation |8 |3-4 |9 |
|III |Les ondes sonores et l'oreille - Non-spécialistes |5 |5-6 | |
|IV |Etude d'un violon - Spécialistes seulement |5 |7-8 | | La comète de Halley ( points)
Découverte de la comète de Halley "Comètes que l'on craint à l'égal du tonnerre,
Cessez d'épouvanter les peuples de la Terre,
Dans une ellipse immense achevez votre cours,
Remontez, descendez près de l'astre des jours,
Lancez vos feux, volez, et revenant sans cesse,
Des mondes épuisés ranimez la vieillesse."
Voltaire (1694-1778)
. Ecrits en 1738 par Voltaire à son amie la marquise du Châtelet, ce
poème illustre d'une façon remarquable une révolution capitale dans
l'histoire de la compréhension des comètes par l'humanité. Jusque-là,
ces astres au cours apparemment erratique, à l'apparition
imprévisible, à l'aspect spectaculaire et rapidement changeant,
étaient considérés avec crainte et superstition comme des présages
néfastes et annonciateurs de grandes catastrophes. Mais au XVIIème
siècle, on comprenait enfin, grâce notamment aux travaux de Johannes
Kepler, d'Isaac Newton et d'Edmund Halley que le mouvement
apparemment étrange des comètes sur la voûte céleste obéit en fait
aux mêmes lois que le mouvement des planètes. Dans le cas des
comètes, l'ellipse est simplement beaucoup plus allongée (plus
excentrique) que celles qui sont parcourues par les planètes.
. Selon des annales chinoises, les premières observations de la comète
de Halley datent de 240 av. J.C. En 1682, Edmund Halley (1656 -
1743), alors âgé de 26 ans, aidé par Isaac Newton, prédit le retour
de cette comète pour 1759. La comète fut au rendez-vous, vérifiant
ainsi les lois de Kepler.
. Durant l'été 1911, la Terre traversa la queue de poussière et de gaz
de la comète provoquant une grande inquiétude populaire allant même
jusqu'aux grandes prédictions de fin du monde apocalyptique propres à
toute fin proche d'un millénaire. On avait en effet détecté par
spectroscopie la présence dans l'atmosphère de la comète d'un gaz
très toxique, le cyanogène CN, et des escrocs en profitèrent pour
vendre des pilules « anticomète » ... Etude du mouvement de la comète
3 Analyse du texte (Analyser)
1 D'après le poème de Voltaire, quelle est la trajectoire d'une comète ?
2 Que signifie l'alexandrin "Remontez, descendez près de l'astre des
jours" ?
3 Ces deux réponses sont-elles en accord avec la première loi de Kepler ?
Justifier.
4 Analyse du mouvement (S'approprier) . Le document en annexe, page 10, représente la chronophotographie de
la comète de Halley. 1 Sur le document en annexe page 10, utiliser les données pour placer
précisément la position du Soleil.
2 Justifier qualitativement que le mouvement de la comète autour du Soleil
respecte la deuxième loi de Kepler.
3 Déterminer la valeur de la vitesse (en km.s-1) de la comète en 1988 ainsi
que celle en 1990.
4 Construire page 10, avec soin, le vecteur accélération );a) en 1989. Que
remarque-t-on ?
5 Parmi les trois relations ci-dessous, quelle est l'expression correcte du
vecteur );a) de la comète ? Justifier.
Données : Dans le repère de Frenet centré sur la comète : |( );a) = );u)n + |( );a) = );u)t |( );a) = );u)n |
|);u)t | | |
> Le vecteur unitaire );u)n est normal à la trajectoire et
centripète ;
> Le vecteur unitaire );u)t est tangent à la trajectoire et dans le
sens du mouvement. 6 Quelle est la principale force qui s'exerce sur la comète ? Calculer sa
norme en 1989.
Données : Constante universelle de gravitation : G = 6,67 ( 10-11
usi ; Masse du Soleil : MS = 2,0 ( 1030 kg
7 Représenter cette force en 1989 en précisant l'échelle.
8 Justifier que la deuxième loi de Newton est bien respectée.
5 Vers la troisième loi de Kepler (Valider)
1 Pour la comète de Halley, calculer le rapport .
2 Calculer ce même rapport pour la Terre.
3 Que remarque-t-on ? Quelle conclusion peut-on tirer de ces calculs ?
Vin et fermentation . Pour améliorer les qualités organoleptiques d'un vin, certains
vignerons ensemencent les lies avec une bactérie lactique de manière à
réaliser la transformation de l'acide malique en acide lactique,
suivant la réaction d'équation :
|HO2C - CH(OH) - CH2 - CO2H(aq) ( CH3 - CH(OH) - CO2H(aq) + CO2(g) |
|acide malique |acide lactique |
1 Quel est le rôle des bactéries dans la transformation ?
2 Ecrire la formule semi-développée de l'acide malique ; Y entourer les
groupes caractéristiques et nommer les fonctions correspondantes.
3 Ecrire la formule semi-développée de l'acide lactique et identifier
son(ses) carbone(s) asymétrique(s).
4 Donner la représentation de Cram de l'acide lactique ainsi que celle de
son énantiomère.
5 Donner la formule semi-développée d'un isomère de constitution de l'acide
lactique qui possède les mêmes fonctions, mais qui n'est pas
chiral.
6 L'acide tartrique est l'acide organique le plus abondant contenu dans le
vin. Les molécules ( et ( représentent deux de ses isomères.
Comment qualifier ces isomères l'un par rapport à l'autre ?
Justifier. 2 Spectres RMN
1 Les spectres RMN du proton de l'acide lactique et de l'acide malique ont
été réalisés sur le doc.1 page 9.
On n'a représenté que les multiplets caractéristiques. Attribuer
chaque spectre en justifiant.
3 Suivi de la fermentation par chromatographie . Pour suivre l'évolution de la fermentation malolactique les vignerons
utilisent couramment la chromatographie sur papier. L'éluant utilisé
est un mélange de butan-1-ol et d'acide éthanoïque. 1 Ecrire les formules topologiques des molécules de l'éluant.
2 Indiquer la polarisation des liaisons polaires du butan-1-ol.
Données : électronégativité de quelques éléments chimiques : ?F = 4,0
; ?O = 3,5 ; ?C? = 3,0 ; ?C = 2,6 ; ?H = 2,2 ; ?Na = 0,9 . À deux dates différentes, le 9 décembre et le 26 décembre, un
viticulteur a réalisé une chromatographie de certains vins numérotés
de sa production (voir doc.2). 3 Expliquer comment la chromatographie permet de suivre la cinétique de la
fermentation malolactique (FML).
4 Parmi les vins testés dans le chromatogramme du 26 décembre, quels sont
ceux pour qui, à la date indiquée, la FML n'a pas commencé, est en
cours de réalisation, est terminée ?
5 Pourquoi la chromatographie n'est-elle pas suffisante pour contrôler la
réaction ? 4 Suivi de la fermentation par dosage . Parallèlement, un organisme de contrôle suit régulièrement
l'évolution de la présence d'acide malique dans un vin. Pour un
volume V = 50,0 mL de vin, les résultats sont les suivants : |Concentration massique Cm |3,60 |
|en acide malique (en g/L) | |
| |Document 3 : Ode à une table d'harmonie. |
| | |
| |« Mais la table... Elle... La table |
| |d'harmonie !... Vous voyez bien... Ce dessus|
| |de violon finement galbé, ajouré de deux |
| |ouïes très fines en forme de "S". Ça |
| |s'appelle la table d'harmonie. La table |
| |d'harmonie, c'est le marbre de toutes les |
| |valses, le tapis de toutes les prières, le |
| |tarmac de toutes les destinations. La table |
| |d'harmonie, c'est elle qui va transmettre et|
| |diffuser les vibrations à tout l'instrument,|
| |elle qui va lui donner sa couleur, son |
| |caractère, son impétuosité et sa douceur, sa|
| |générosité et ses caprices de diva. Qu'elles|
| |soient de tristesse ou de joie, un violon ne|
| |verse des larmes que par sa table |
| |d'harmonie... » |
| |D'après D.Tiberi, 1 |
| |logographies.blogspot.fr/2009/03/table-dharm|
| |onie.html | . Questions 1 Ident