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Ur f t ,:' jù r',i.i Premièrcs
S, & S..' -,4mÉe scolairc: 201
2 - 2013
Devoir surveillé de sciences
physiques
n"2 : d
1) La eombustion complète dans le dioxygène, d'un échantillon d'un alcane; donne du dioxyde de carbone
de masse
In1 et de la vapeur d'eau de masse m2
telle eue 4t -
fft 2
a) Ecrire l'équation générale de cette eombustion.
b) Déterminer sa formule brute.
c) Ecrire la où lee form'ùe(s) semi-développée(s)
répondant à cette formule brute.
La dichloration de cet alèane fournit quatre isornères À B, C et D.
Représenter ces 4 isomères. Les nommer.
Ilne nouvelle chloration conduit à plusieurs dérivés trichlorés.
o A et B donnent trois produits ; C en donne deux ; D en fournit un.
. L'un des produits formés à partir de A est identique à celui fournit par D.
En déduire par un raisonnement clair les structures de d B, C et D.
Exereice
no2: 4 points
Dans le dispositif de la figure ci-contre ; les frls de suspension sont sang masse et ils s'enrculent sârrs :
glissement. Les cylindres de rayon rr êt rz ont même axe horizontal O ; ils sont soudés l'un à I'autre. Les
solides Sr et Sz se déplacent sans frottement eur des plans inclinés d'un angle cr= 30o,
par rapport à
I'horizontale. Le dispositif initialement immobile, est lâché sans vitesse.
On donne i In1= 3009; mz
= 2009 i rr = 10 cm I 12
= 30 cm,
Jo= 2.10-2
kg.--'moment d'inertie par rapport à O des
deux cylindres et g= 10 N/kS.
1- Dans quel sens le système va-t-il tourné ? Justifier.
2- Déterminer les vitesses de Sr et 52lorsque le solide Sz
parcourt une distânce de 2m sur le plan incliné.
3- Déterminer I'intensité des forces exercées par les frls
sur Sr et S2.
Exercice n"3:4 points
On considère un pendule eimple constitué diun fil fin de maase
négligeable de longueur I = 0,5 m et d'un
solide de masse m = 209.
l- Le pendule est disposé verticalement (freure 1)
A t= 0, on écarte le pendule d'un angle 0o= 45" par rapport à sa position d'équilibre stable et on le lâche
sans vitesse initiale. Sa position est repérée par I'angle 0 qu'il fait avec la verticale.
l.l- f)onner l'expression de la vitesse du solide au point M en fonction de g, l, 0 et 0o- En déduire la
viteese de passage par la position d'équilibre sable. On pendra g = 10 N/kg
11
6
2)
a)
b)
t.2-
t.3- De quelle hauteur remontera la bille ?
Iæ solide est de nouveâu écarté de 0o
puis lancé avec une vitesse initiale Vo = 4 rn/s, montrer que la
bille effectue un tour complet.
2- Le pendule repose sur un plan incliné d'un anqle o = 20" par rapport au plan horizontal (fiEure 2).
On écarte le pendule de 0's
= ]-2o
par rapport à sa position d'équilibre et on le lâche sans vitesse
initiale, sa position est repérée par I'angle 0' qu'il fait avec sa position d'équilibre.
2.1- Donner I'expression de la vitesse au point M en fonction de g, l, ct, 0' et 0's.
2.2- Calculer la vitesse au passage par la position d'équilibre stable.
Firure 2
Firure 1
Cefife ile sciences
plrysiryes
lyaëe Lynanoulaye ltn SAB et
33
: daoir n"2 2012-2013
(C) Wahab Diop 2013
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*Premièrcs St& Se: - hmée scolaire: 2012
- 2013
Exercice n14:6 points
Les parties sont indépendantes
On comprime à l'aide d'un solide (S) de maase
M, un regsort de raideur k et de longueur à vide lo= 25 cm,
d'une longueur xo
= 5 cm et on le libère sana vitesse initiale. Iæ solide
(S) percute
une bille (B) de masse
m
placée
en B. Les frottements sont suppoeés
négligeables sur toutes les parties sauf sur (BC).
On
donne M: 30
g ; m = l0 g ; g : l0NftB ; K = 300N/m
l- Fremière partie : mouvement sur ABC
a) Déterminer la vitesse Vr du solide (S) au point B juste avant le choc.
b) Après le choc
la bille (B) aborde le plan horizontal (BC) de longueur L= 50 cm, sur lequel
$'exercent des forces de frottement d'intensité constante f avec une viteese Vz - 7,5 m/s. Déærminer
l'intensité de la force de frottement f sachant
que
la bille anive es
(C) avec
une vitesse
Vsd il/s
2- Deuxième partie: mouvement sur CD
La partie CD est un arc de cercle de centre O et de rayon r = 6m. La bille est repérée par I'angle
0 - ilî6D. On donne N =edD = 60o.
a) Déterminer I'expression de la vitesse au point M en fonction de 0, g, r, Vc et 00.
b) On montre par une loi physique que la réaetion de la piste sur la bille est R :& * mgsinï.
f)onnsl l'expression de R en fonction de m, g, 0, 00, r et Vs.
c) Déterminer I'angle 01 au point E où la bitle quitte le plan D. En déduire la valeur Vn de la vitesse
en ce point
3- Troisième partie : mouvement de chute libre avec rebondg :
A I'instant t = 0 la bille quitte le point E avec la vitesse G a" norme Yn= 7,2 m./s,
faisant un angle
0r = 30" avec I'horizontale. On montre par une loi physique que l'équation cartésienne de la trajectoire
dans le repère
(E,in eet v-j1e6fu* xtanol(expression
littérale).
a) Donner l'équation numérique de la trajectoire.
b) Déterminer les coordonnées du point d'impact I de la bille sur le sol sachant que E est à une
hauteur h = 5m du Point I.
c) Déterminer Ia vitesse de la bille au point I.
4- Quatrième partie : étude des rebonds
Après avoir heurté [e sol en I, la bille effectue un premier rebond parabolique de hauteur h1, puis un
deuxième rebond de hauteur hrÆ, puis un troisième de hauteur hr/4, etc........On voit donc que drun
rebond au suivant, la hauteur à laquelle s'élève la bille, au sommet de la parabole qu'elle décrit, se
trouve diviser par 2.
a) Exprimer lâ hauteur ho du nième rebond en fonction du nombre n de rebonds et de hr.
b) Calculer la valeur de hro sachant que h1=2,5 m.
Cellale de sciences
physiEus lycëe
Lyntæoulaye S
y4B et & : devoir no2 201 2-2013
(C) Wahab Diop 2013
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