DS2

DS N°2 : interaction fondamentales – avancement chimique
 PARTIE I : PHYSIQUE (12 points)
Exercice 1 : satellite artificiel
Le tableau ci dessous présente les caractéristiques de deux satellites de la Terre décrivant des trajectoires circulaires. On donne
le rayon de la terre : RTerre = 6380 km
Nom
Altitude
Période
Spot 2
832 km
1h 40 min
Météosat
35 800 km
1436 min
Pour chacun des satellites, calculer :
1- La vitesse angulaire de révolution de leur centre d’inertie autour du centre de la terre ; la comparer à celle de la
rotation propre de la terre.
2- La vitesse linéaire de leur centre d’inertie
3- La distance parcourue en un jour.
Données : k  9,0  109 N .C 2 .m2 , G  6,67  1011 S .I ; g = 9,8N/kg ; e  1,60  1019 C ; durée d’une rotation
terrestre t1jour = 23h56min
Exercice 2 : traîneau à chien
Un traîneau de masse m = 150 kg est tiré en ligne droite et à vitesse constante par des chiens sur un plan horizontal. Les
frottements agissant sur le traîneau sont opposés au déplacement et assimilables à une force f horizontale de valeur considérée
comme constante f = 400 N. L'attelage des chiens exerce sur le traîneau une force F horizontale.
1- Quelles sont les forces exercées sur le traîneau ?
2- Calculer la valeur F du vecteur F si le traîneau se déplace en translation rectiligne uniforme.
Exercice 3 : Ressort en équilibre sur un plan incliné
Un solide de masse m = 100g est en équilibre sur un plan incliné d’un angle
  15 . Il n’y a aucun frottement entre le plan et le solide. Un ressort de constante
de raideur k  20 N .m
1
et de longueur à vide
l0  30cm retient le solide.
1- Représenter les forces s’exerçant sur le solide.
2- Calculer littéralement et numériquement quand c’est possible, les
composantes de ces forces dans le référentiel de votre choix.
3- Déterminer en expliquant précisément la démarche suivie, la valeur de la
force de tension T du ressort et de la réaction R du support.
4- Quelle est la longueur du ressort dans cette situation ?
 PARTIE II : Chimie ( 8 points)
Exercice 4 : on prépare par dissolution d’un solide ionique un volume V = 100,0 mL de solution de sulfate de sodium de
concentration C = 5,00.10-2 mol/L.
1- quelle masse de sulfate de sodium solide doit on prélever ?
2- écrire la réaction de dissolution
3- Quelles sont les concentrations molaires des ions dans cette solution ?
4- Comment faire pour préparer à partir de cette solution mère, 200 mL d’une solution dont la concentration effective en
ion sulfate serait de [SO42-] = 1,25.10-2 mol/L ? Décrire rapidement le protocole expérimental à suivre.
Exercice 5 : je prépare une solution d’acide chlorhydrique de concentration C = 0,020 mol/L par dissolution d’un gaz.
1- quel gaz faut il employer ? Pourquoi se dissout-t-il dans l’eau ?
2- Ecrire la réaction de dissolution dans l’eau
3- Quel volume de gaz doit on dissoudre pour obtenir 250,0 mL de la solution précédente sachant que dans les conditions
de l’expérience, le volume molaire vaut V m = 24 L/mol ?
Données :
Zéro absolu t = - 273,15°C
Patmosphérique = 1 bar = 105 Pa
R = 8,314 SI, constante des gaz parfaits
MS = 32,1 g.mol-1 ; MO = 16 g.mol-1 ; MC = 12 g.mol-1 ; MH = 1 g.mol-1 ; MNa = 23,1 g.mol-1 ; MCl = 35,5 g.mol-1