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wouri3 DS2 physique pc

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EXAMEN
EPREUVE
MINISTERE DES ENSEIGNEMENTS SECONDAIRES
DELEGATION REGIONALE DU LITTORAL
DELEGATION DEPARTEMENTALE DU WOURI
BASSIN PEDAGOGIQUE WOURI III
TRIMESTRE 1
CLASSE
PC
ANNEE SC.
PHYSIQUE
DUREE
2 heures
COEFFICIENT
ÉVALUATION DES RESSOURCES
2018-2019
4
10 points
Exercice 1 : Savoirs (5 pts)
1.1. Définir : Énergie cinétique ; force conservative.
[1 pt]
1.2. Énoncer le théorème de l’énergie cinétique.
[0,75 pt]
1.3. Choisir la bonne réponse
1.3.1. Le travail de la tension d’un ressort s’écrit :
[0,25 pt]
1
1
1 2
1
− kx ; b) − kx2 ; c)
kx ; d) − k 2 x
2
2
2
2
1.3.2. L’énergie cinétique de rotation est donnée par la relation :
[0,25 pt]
a)
1
1 2 2
1
1 2
J ω2 ; b)
J ω ; c)
J ω ; d)
mv
2 4
2 4
2 4
2
1.4. Donner la relation entre le travail des forces conservatives appliquées à un système et la variation de l’énergie
potentielle de ce système.
[0,25 pt]
a)
1.5. Donner l’expression de l’énergie cinétique de translation d’un mobile de masse m et de vitesse v. Si la vitesse
de ce mobile diminue de moitié, que dévient cette énergie ?
[0,75 pt]
#„
1.6. Dans l’expression Wd ( F ) = F × d × cos(α), donner la signification et l’unité de chaque terme
[0,75 pt]
1.7. A quelle altitude doit-on lacher un corps pour qu’il atteigne le sol avec une vitesse v = 36km/h ?
[1 pt]
Exercice 2 : Savoir-faire (5 pts)
A/ Travail, puissance et incertitudes / . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 points
Un élévateur hisse une charge de masse m = (300, 0 ± 0, 5) kg à une hauteur h = (6, 01 ± 0, 02) m à vitesse
constante. La puissance du moteur vaut P = (5, 00 ± 0, 01) kW. Le niveau de confiance utilisé est de 95% et
l’intensité de la pesanteur est g = (10, 00 ± 0, 01) N/kg.
2.1. Calculer les incertitudes types u(m), u(P ) et u(h).
[0,75 pt]
2.2. Calculer la durée de l’opération et presenter le résultat sous la forme t = t ± x%.
s
!2
!2
!2
!2
u(a)
u(b)
u(c)
u(d)
abc
Rappel : z =
⇒
u(z) = z
+
+
+
d
a
b
c
d
[1,25 pts]
B/ Travail et puissance / . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 points
Dans un chantier de construction, on désire soulever un sac de ciment de masse
m = 50 kg à une hauteur de 12 mètres en utilisant l’appareil ci-dessous. Le fil
utilisé est inextensible et de masse négligeable. On néglige la masse de la poulie.
L’ensemble des forces de frottements s’exerçant sur la masse M a pour intensité
f = 22 N. L’intensité de la pesanteur du lieu a pour valeur g =10N/kg . Prendre
sin 60° = 0, 87.
2.1. Faire l’inventaire des forces appliquées à la masse M.
[0,75 pt]
2.2. Lorsque le système est en équilibre, on a la relation Mg sin α − f − mg = 0.
Calculer la valeur de M.
[0,25 pt]
BASSIN PEDAGOGIQUE WOURI III /Dpt_SPT/19_20.
P
M
m
60°
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2.3. On suppose que la masse M a pour valeur 60 kg. Calculer le travail de chacune des forces qui s’exercent sur
la masse M pendant le soulèvement d’un sac de ciment.
[1 pt]
2.4. L’appareil étant délesté de la masse M, la poulie devient solidaire de l’arbre d’un moteur qui soulève à vitesse
constante un sac de ciment en 5 secondes.
2.4.1. La poulie a un rayon de 15 cm. Calculer le moment du couple dévéloppé par le moteur pour soulever un
sac de ciment.
[0,5 pt]
2.4.2. Quelle est la puissance dévéloppée par le moteur lors du soulèvement d’un sac de ciment ?
ÉVALUATION DES COMPETENCES
[0,5 pt]
10 points
Compétences visées :
1. Mettre en œuvre des processus d’acquisition des connaissances,
2. Expliquer les situations de la vie courante dans lesquelles l’énergie mécanique, le travail mécanique et les échanges
thermique sont mises en œuvre.
Exercice 3 : Loi d’Ohm pour un résistor (5 pts)
Des élèves voudraient établir la loi d’Ohm pour un résistor. Pour cela, ils conçoivent un protocol expérimental,
réalisent l’expérience et obtiennent les résultats suivants :
I(mA)
U(V)
9,6
10
21,1
20
29,3
30
40,1
40
50,0
50
60,0
60
70,0
70
80,1
80
90,0
90
99,5
100
110
110
120
120
130,0
130
140,0
140
U/I(V/A)
Utiliser une calculatrice scientifique en mode statistiques
Tâches
1. Présenter clairement le protocole experimental suivie par ces élèves.
[2 pts]
2. Faire un traitement statistique de la dernière ligne du tableau et déduire la valeur de la résistance du résistor
utilisé par ces éléves avec un niveau de confiance de 95%.
[3 pts]
Exercice 4 : L’énergie mécanique (5 pts)
Un mobile de masse m = 100 g se déplace sur un rail incliné d’un angle α = 30° par rapport à l’horizontale. Un
dispositif permet d’enregistrer la position du mobile toutes les 80 ms et leur traitement permet de determiner sa
vitesse à chaque position. On obtient les résultats suivants :
Points
x(cm)
2
v (m2 /s2 )
M0
0
0
M1
5,0
0,20
M2
12,5
0,50
M3
22,0
0,90
M4
33,0
1,32
M5
50
2,00
M5
?
M4
?
M3
?
M2
?
M1
?
M0
?
Données : g =10N/kg
Tâches
1. Construire la courbe v 2 = f (x). Échelles : 1cm pour 5cm, et 3cm pour 1m2 /s2 .
[2 pts]
2. Existe-il des forces de frottement sur ce plan incliné ? si oui déterminer l’intensité de leur résultante parallèle
au plan incliné.
[3 pts]
BASSIN PEDAGOGIQUE WOURI III /Dpt_SPT/19_20.
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Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nom et prénoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BASSIN PEDAGOGIQUE WOURI III /Dpt_SPT/19_20.
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