TP : Echelle des longueurs dans l`univers

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Devoir maison 1 (1h)
(La présentation et la rédaction scientifique sont notées sur 2 pts)
Exercice 1 : La chauve sourit (/6) :
Une chauve-souris émet des ondes sonores de haute fréquence pouvant atteindre 120 kHz pour localiser les obstacles et les
proies. Après réflexion sur l'obstacle, l'onde sonore est réceptionnée par la chauve-souris.
Une chauve-souris se trouve à 2,3 mètre d'un insecte, et elle se déplace à une vitesse de 6,0 m.s-1.
Question 1 : Rappeler la valeur de la vitesse de propagation d'une onde sonore dans l’air.
Question 2 : Quelle type d'ondes sonores une chauve-souris émet-elle?
Question 3 : Calculer la durée mise par la chauve-souris pour atteindre l'insecte si elle continue son vol en ligne droite.
Question 4 : La chauve-souris émet une onde sonore, calculer la durée qui sépare l'émission de l'onde de sa réception après
réflexion. On considèrera que la chauve-souris n'a quasiment pas avancé entre l'émission et la réception.
Exercice 2 : Echographie (/6)
On envoie grâce à une sonde échographique des ultrasons de fréquence f = 5 MHz. Ces ultrasons arrivent sur une paroi placée
à la distance d1 de la sonde.
Une partie est alors réfléchie et l'autre partie est transmise et se réfléchit sur une deuxième paroi placé à la distance d2 la
sonde.
Question 1 : Réaliser un schéma légendé à partir de l’énoncé.
Question 2 : Soit λ = 40 mm la longueur d'onde des ultrasons considérés. Calculer la vitesse des ultrasons envoyés par la sonde.
Question 3 : On suppose que d1=50 cm. Calculer le temps que mettent les ultrasons réfléchis sur la première paroi pour revenir à
la sonde.
Question 4 : Après 4 µs, un deuxième signal est reçu par la sonde. En déduire la distance d2.
Question 5 : Combien de temps mettent les ultrasons lors de l'aller-retour entre la paroi 1 et la paroi 2 ?
Exercice 3 : Réhydratation des nourrisons (/6) :
Pour prévenir la déshydratation des nourrissons, on utilise une solution aqueuse de fructose de formule brute C6H12O6. Pour
préparer une telle solution on dissout une masse m = 25,0 g de fructose pour 500 mL de solution.
Question 1 : Comment s’appelle cette opération ?
Question 2 : Décrire le mode opératoire à suivre pour préparer une telle solution (détailler précisément le matériel utile).
Question 3 : Calculer la concentration massique en fructose d’une telle solution.
Pour vérifier la concentration massique de cette solution, le chimiste fabrique des solutions de concentration massique
connues et pèse 500mL de chacune d’entre elles.
Il trace la courbe suivante :
Question 4 : Quelle masse de fructose a dû
prélever le chimiste pour fabriquer la solution S2
?
Question 5 : Expliquer comment le chimiste va
procéder pour déterminer la concentration
massique de la solution de réhydratation.
Question 6 : Il détermine m500mLsolution = 523 g.
Quelle est donc la concentration expérimentale en
fructose de la solution de réhydratation ?
Justifier.
Question 7 : Pourquoi ne retrouve-t-il pas parfaitement la même concentration que celle indiquée sur la boite ?