LYCEE BILINGUE D’EKANGTE
Année Scolaire 2020 -2021
EVALUATION N°2
EPREUVE DE PHYSIQUE
DEPT: S.P.T
Classe : 1ère C
Durée : 2 Heures
Coefficient : 4
NB : La bonne écriture, la clarté, la concision et la précision doivent être de rigueur !!!
Bien numéroter chaque exercice.
Examinateur : M. NGAPOUT MOLUH ADIROU
Pour tout exercice, on prendra g=10N/Kg
Evaluation des savoirs: 5 POINTS
EXERCICE 1
1) Définir les termes et expressions suivantes : force conservative ; choc ; énergie cinétique.0.5ptx3=1,5pts
2) Énoncer le théorème de l’énergie cinétique.
1pts
3) Choisir en justifiant la proposition juste.
0.5ptx5=2.5pts
1
3.1- Un disque plein de masse m et de rayon r de moment d’inertie 𝐽Δ = 2 𝑚𝑟 2 qui roule sans glisser sur une
table horizontale à la fréquence N a pour expression de l’énergie totale en fonction de m, r et N:
3
a. 3π2mr2N2 ; b. π2mr2N2 ; c. 4π2mr2N2 ; d. 5π2mr2N2
3.2-) D’après la définition du travail, W = F.ABcosα , si α >π /2, alors ce travail est dit :
a. moteur et la force est motrice; b. moteur et la force est dite résistante ; c. résistante et la force est dite
motrice, d. résistant et la force est dite résistante.
2
3.3- Une boule (sphère pleine) de moment d’inertie 𝐽Δ = 5 𝑚𝑟 2 qui roule et effectue à la fois un mouvement
de translation et de rotation. Son énergie cinétique totale en fonction de m et v est ECT égale à :
7
a. 10mv2 ;
b.
10
7
mv2 ;
1
c. 2mv2 ;
d. mv2
3.4- Lorsqu’un choc est élastique il y a conservation de :
a. La quantité de mouvement et de l’énergie cinétique ; b. L’énergie cinétique uniquement ;
c. L’énergie mécanique ; d. La quantité de mouvement uniquement.
3.5-Partant de A sans vitesse initiale, un chariot descend un plan incliné à 𝛼 =450 sur l’horizontale. Les
frottements sont équivalents au 10ième du poids du chariot de masse m et opposé au mouvement du chariot,
l’expression de la vitesse du chariot en B est :
a.VB = √2𝑔𝐴𝐵(1 − 𝑐𝑜𝑠𝛼);
b. VB = √2𝑔𝐴𝐵(𝑠𝑖𝑛𝛼 − 0.1) ;
c. VB = √2𝑔𝐴𝐵(1 − 𝑠𝑖𝑛𝛼);
d. VB = √𝑔𝐴𝐵(𝑠𝑖𝑛𝛼 − 1) .
Evaluation des savoirs faires: 6 POINTS
EXERCICE 2
I-
Mesure et incertitude /2,5points
L’énergie potentielle de pesanteur d’une bille est donné par : Ep=m.g.h. sa mesure dépend de la masse m,
de la valeur de l’intensité de pesanteur g et de l’altitude h.
Les résultats de la mesure des grandeurs constituantes sont : m= (2,0 ± 0,1) kg ; g= (9,8 ± 0,1) N/kg et
h=(10,0 ± 0,1) m ; pour un niveau de confiance de 95% :
1.1) Déterminer son incertitude absolue et écrire le résultat de la mesure de cette énergie potentielle 1,5pts
1.2) En déduire la précision sur la mesure de Ep.
1pt
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II-
Energie cinétique /3,5points
Une piste horizontale AB de longueur 𝑳 = 𝟏, 𝟓𝒎 se termine par une portion
circulaire BC, de centre O et de rayon 𝑹 = 𝟐𝒎 et d’angle au centre 𝜶 = 𝟑𝟎°. (voir
figure ci-contre)
On lance une boule de masse 𝒎 = 𝟐𝟎𝟎𝒈 qui passe au point A avec une vitesse
𝑽𝑨 = 𝟓𝒎/𝒔.
1- Calculer la distance totale d de la piste (ABC).
0,75pt
2- Déterminer l’altitude hC du point C en considérant que h𝑨 = 𝟎.
1pt
3- Déterminer la norme 𝑽𝑪 du vecteur vitesse de la boule lorsqu’il arrive au point C dans l’hypothèse où on
néglige les frottements.
0,75pt
’
4-En effet la vitesse réelle vaut 𝑽 𝑪 = 𝟐, 𝟔𝒎/𝒔. Déterminer la force de frottements.
1pt
Evaluation des compétences : 9 POINTS
EXERCICE 3 : ÉVALUATION DES COMPÉTENCES THÉORIQUES (SITUATION DE VIE À
CARACTÈRE THÉORIQUE)
Situation problème
Dans l’optique de déterminer l’accélération de la pesanteur « g » dans la classe de Première C du
Lycée Bilingue d’EKANGTE, un groupe d’élèves de ladite classe décident de lancer un solide de masse 300g
vers le haut avec une vitesse initiale V0 sur un banc incliné d’un angle β=5° par rapport à l’horizontale. Un
dispositif approprié permet de mesurer à chaque instant, la vitesse V du solide en fonction de la position x
occupée. Les relevés de cette mesure sont reportés dans le tableau ci-dessous :
Abscisses (X en m)
0
0,2
0,5
0,8
1,1
1,3
Vitesses (V en m/s)
V0
1,45
1,25
1,03
0,73
0,43
A partir de tes propres connaissances et des notions vues jusqu’ici et en tant que membre de ce
groupe, apporte des éclaircis sur les tâches énumérées ci-après.
Tâche 1 : Après avoir reproduit et complété le tableau ci-dessus par la ligne V2 (m².s-2), appliquer le
théorème de l’énergie cinétique et montrer que : 𝑉2 = −(2𝑔sin𝛽)𝑋 + 𝑉02 .
3pt
Tâche 2 : Construire sur le papier millimétré en annexe à remettre avec la copie le graphe V2 = f(X).
Echelle : abscisse 1cm pour 0,2m et ordonnée : 1cm pour 0,4 m².s-2.
2pt
Tâche 3 : En exploitant le graphe tracé précédemment, déterminer V0 et g.
3pts
− 𝐿𝑖𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡é 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑝𝑖𝑒 0,25𝑝𝑡
− 𝑎𝑏𝑠𝑒𝑛𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒𝑠 0,25 𝑝𝑡
Présentation [1pt] {
−𝑟é𝑝𝑜𝑛𝑠𝑒𝑠 𝑒𝑛𝑐𝑎𝑑𝑟é𝑒𝑠 0,25𝑝𝑡
−𝑄𝑢𝑒𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑛𝑢𝑚é𝑟𝑜𝑡é𝑒𝑠 0,25𝑝𝑡
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Document : Papier millimétré du graphe V2= f(X)
Noms et prénoms :
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