EXERCICE I Record de saut en longueur à moto (6 ... - Créer son blog

BACCALAUREAT BLANC ___________
PHYSIQUE-CHIMIE Série S ____
Durée de l'épreuve : 3h30 - coefficient : 6
L'usage des calculatrices est autorisé
Ce sujet comporte trois exercices.
Les exercices sont à rendre sur trois copies séparées.
L'annexe est à joindre à l'exercice I.
Le candidat doit traiter les trois exercices, qui sont indépendants les uns
des autres :
I. RECORD DE SAUT EN LONGUEUR À MOTO (7 points)
II. CONTRÔLER LA FUSION NUCLÉAIRE (7 points)
III. ÉTUDE D'UNE SOLUTION DE CHLORURE D'HYDROXYLAMMONIUM (6 points) EXERCICE I. RECORD DE SAUT EN LONGUEUR À MOTO
Polynésie 09/2009 |14pt|1. La phase d'accélération du motard. |
|s | |
| |1.1. [pic] échelle : 1 cm (document) ( 2 m (réel) |
| |G1G3 correspond à 6,4 cm sur le document, donc : G1G3 = 6,4 × 2 / 1 =|
| |12,8 m |
| |[pic]= 8,0 m.s-1 |
| | |
|1 |[pic] |
| |G3G5 correspond à 12,8 cm sur le document donc : G3G5 = 12,8×2 / 1 = |
| |25,6 m |
| |[pic] = 16,0 m.s-1 |
| | |
| |1.2. Voir ci-contre. Échelle des vitesses : 1 cm ( 2 m.s-1 donc |
| |[pic] représenté par une flèche de 8,0 × 1/2 = 4,0 cm |
| |[pic] représenté par une flèche de 16,0 × 1/2 = 8,0 cm |
| |Les vecteurs vitesses sont tangents à la trajectoire et orientés dans|
| |le sens du mouvement. |
| | |
| |1.3. Voir ci-contre. Construction du vecteur [pic] = [pic] - [pic] en|
| |G3. |
|1 | |
| |1.4. Expression du vecteur accélération [pic] au point G3 : [pic] |
| |d'où : [pic] |
| |Le vecteur [pic] mesure 4,0 cm, or l'échelle des vitesses est : 1 cm |
|0,5 |( 2 m.s-1 ; donc : [pic]= 4,0×2 / 1 = 8,0 m.s-1 |
| |Finalement : [pic] = 5,0 m.s -2. |
| | |
| |1.5.1. Le graphe de la figure 2 est une droite passant par l'origine,|
| | |
| |donc la vitesse est proportionnelle au temps : v = k . t. |
| |Par définition l'accélération est : [pic]. Le mouvement étant |
| |rectiligne, on a : a = [pic] ; ici a = [pic] = k = Cte. |
|1 |L'accélération de la moto est constante. |
| | |
| |1.5.2. On détermine le coefficient directeur de la droite : |
| |entre les points (0 ; 0) et ( 50 ; 10 ) : [pic]= 5,0 m.s-2. |
| |On retrouve bien la valeur obtenue graphiquement en 1.4. |
| | |
| |1.5.3. distance parcourue par le motard lorsque celui-ci a atteint |
| |une vitesse de 160 km.h-1 : |
| |On a 160 km.h-1 = (160/3,6) = 44,4 m.s-1. On trace la droite |
|1 |horizontale d'équation v = 44,4 sur la figure 2. Le point |
| |d'intersection avec le graphe v(t) donne en abscisse, le temps de |
| |parcours (8,9 s). On reporte ce temps de parcours sur la figure 3 : |
| |le point d'intersection avec le graphe d(t) nous donne la distance |
| |parcourue. |
| |On obtient : d = 2,0(102 m. |
| |(d correspond à 2,8 cm sur le graphique, or 300 m correspond à 4,3 |
| |cm ; donc d = 2,8 ( 300 / 4,3 = 2,0.102 m) |
|0,5 | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
|1 | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| |2. Le saut. |
| |2.1. Dans un référentiel galiléen, le produit de la masse et du |
| |vecteur accélération du centre de gravité du système est égal à la |
| |résultante des forces extérieures appliquées au système. |
| | |
| |2.2. [pic] |
| | |
| |2.3. [pic][pic] |
| | |
| |2.4. Le mouvement du système {motard + moto}, de masse m, est étudié |
| |dans le référentiel terrestre supposé galiléen. Le système n'étant |
| |soumis qu'à son poids, la deuxième loi de Newton donne : [pic] |
| |Or [pic] donc [pic] soit [pic] |
| |En projection dans le repère (O,[pic],[pic]) il vient : [pic] |
|1 |Comme [pic] alors [pic] Par intégration, on obtient : [pic] |
| |Or [pic][pic] Donc, finalement : [pic] |
| |Et [pic] [pic]Par intégration : [pic] |
|0,5 |Or [pic] Donc finalement : [pic] |
| | |
| |2.5. On isole le temps « t » de l'équation x(t) = (v0.cos().t que |
|0,5 |l'on reporte dans z(t) : |
| |t = [pic] ( z(x) = [pic] |
| |finalement : z(x) = -[pic].x² + (tan().x + h |
|0,5 |