;~~ ;· LYCEE TECHNIQUE ~( b~~tJSEYDINA UMAMOU LAYE ~~: ·· Anné.e scolaire: 2013-2014 Cellule dt! Sciences Physiques • Classe: Premières S2 Guédiawaye - Dakar COMPOSITION DU PREMIER SEMESTRE DE SCIENCES PHYSIQUES DUREE (3HEURES) EXERCICE 1: 1I Nommer les composés suivants: 2/ Ecrire et compléter les équations des réactions suivantes en fonction des formules semi développées correspondantes puis donner le nom du produit formé dans chaque cas: a/ Propène + HC/ b/ 3-méthylbut-1-yne + H2 Produit majoritaire Pd désactivé cl 3-méthylbut-1-ène + HBr Produit minoritaire EXERCICE2: On réalise dans un eudiomètre la combustion complète d'un volume V 1 = 10cm3 d'un mélange d~unalcane non cycliqueA de formule brute CxHy et d'un alcène B de formule brute CxHy" Après combustion puis refroidissement, il se forme un volume de gaz V = 40cm3 ,absorbable par la potasse. Les volumes sont mesures dans les mêmes conditions de température et de pression. Les deux hydrocarbures ont le même nombre d'atomes de carbones. 11 Ecrire les équation-bilans des réactions de combustionde CxHy et de CxHy·· 21 Détemiiner le nombre d'atomes de carbone identique à ces deux hydrocarbures. 3/ Sachant que les formules brutes des alcanes non cyclique et des alcènes s'écrivent respectivement sous la forme de CnH2n+2 et de CnH2n· Par analogie, exprimer y et y' respectivement en fonction dex. En déduire les formules brutes de ces deux hydrocarbures. 41 Ecrire toutes les formules semi-développées possibles de l'alcène B et les nommer. 51 L'hydrogénation de Ben présence de nickel conduit au butane. Que peut-on en conclure? Justifier . . 61 L' action du chlorure d'hydrogène sur B donne le 2-chlorobutane exclusivement. Détierminer la formule semi-développée exacte de B et le nommer. 71 De quel alcyne B' peut-on partir pour obtenir B? Ecrire l'équation de la réaction. EXERCICE3: Un solide de masse m = lkg assimilable à un point matériel se déplace sur une piste constituée de trois parties: ..,.. Une partie rectiligne AB inclinée d'un angle a= 30° par rapport à l'horizontale ..,.. Une partie circulaire BC, de centre 0 et de rayon r =lm liJi.. Une partie circulaire CD, de centre 0' r et de rayonr' = 2 Il Le solide est lancé à partir du point A avec une vitesse v A =6 mis. al En supposant les frottements négligeables sur la partie AB, calculez la vitesse du solide au point B. b/ En réalité, il existe des forces de frottements équivalentes B 0 f à une force unique s'exerçant sur le solide sur toute la partie AB. Calculer l'intensité de /,sachant que la vitesse au point Best nulle. A Prendre: g = 1 ON/kg D 21 Le solide aborde maintenant, sans vitesse initiale, la partie circulaire BC. La position du solide sur la partie BC est repérée par l'angle fJ = (OM, OC). On suppose les frottements négligeables. al Exprimer la vitesse du solide au point M en fonction der, g et fJ . b/ Calculer la valeur de cette vitesse au point C. cl En réalité, il existe des forces de frottements équivalentes à une force unique /'s'exer1;ant sur le solide sur toute la partie BC. Calculer l'intensité f, sachant. que la vitesse au point C est V' c = 2m/s. 31 Le solide arriveau point C avec une vitesse V' c = 2m/s ; ou il aborde enfin la partie circulaire CDqui est verglacée ; les frottements seront donc négligés. al Le solide passe en un point Ede la partie CD, défini par (O'C, O'E) = e; OD étant porté par l'horizontale. Exprimer sa vitesse VE en fonction de g, r', V' c et e b/ Le solide quitte la piste en E avec la vitesse VE= 3m/s. Calculer la valeur de l'angle e cl Avec quelle vitesse, le solide atterrit- il sur la piste de réception en un point P? EXERCICE4: ~On utilisera dans tout l'exercice la variation de l'énergie mécanique ~Le point B est choisi comme origine des énergies potentielles de pesanteur et des altitudes. ~La référence des énergies potentielles élastiques est choisie pour le ressort détendu (au point D). Une bille de masse m = 800g assimilable à un point matériel glisse sur une piste formée de deux parties:' ~une partie circulaire AB de centre 0 et de rayon R = 1 m ~une partie rectiligne BC, inclihé du angle a = 30° par rapport à l'horizontale. Ut) ressort de constante de raideur k est placé sur la partie BC, une de ces extrémités étant fixé au point C. Il On lâche la bille sans vitesse initiale au point A. On néglige les frottements sur la partie AB. Calculer: al L'énergie potentielle de la bille au point A A············(;).·~· 0 b/ L'énergie mécanique EA de la bille au point A .·· ... ·•·· c/ L'énergie mécanique E8 de la bille au point B. ..··.· dl La vitesse de la bille au point B. Prendre: g = 1ON/kg et (} = 60° ~~~;;~:~!~~E:~?:=:~~::;:: :v::11.:~:::~ 4,1~/: _--~ 0 VB = cinétique i'.lEc entre les points B et D tel que BD = lm. C En déduire la variation de l'énergie mécanique .1.E entre les points B et D. b/ Le système est-il conservatif? Sinon, calculer l'intensité de la force de frottement entre B et D. 31 Arrivée en D avec une vitesse V 0 = Sm/s, la bille rencontre l'extrémité libre D d'un ressort de constante de raideur k et le comprime d'une longueur maximale DE = x = Sem. On suppose néglligeable les forces de frottement entre D et E. En appliquant la variation de l'énergie mécanique entre D et E, exprimerla constante de raideur k du ressort en fonction de m, Vo, g, x et a ; puis la calculer.
