Collège Sadiki Vendredi 22 -4-2006 Devoir de contrôle n° : 3 Sciences physiques On donnera l’expression littérale avant de passer à l’application numérique. L’utilisation de la calculatrice non programmable est autorisée. Numéroter les questions. 3 M1 Prof : Cherchari Durée : 2 heures Chimie ( 7 points ) Exercice : 1 ( 3 pts) Pour chacune des équations suivantes : MnO4- + Fe2+ Mn2+ + Fe3+ ClO + H2S Cl+ S 22S2O8 + I SO4 + I2 2H2O2 + Cr2O7 O2 + Cr3+ 1/ Donner en le justifiant les deux couples redox mis en jeu dans chaque équation chimique. 2/ Etablir les demi-équations rédox en précisant l’oxydation et la réduction. 3/ Déduire l’équation bilan pour chaque cas. Exercice n : 2 ( 4 pts ) On prépare d'une solution S de sulfate de cuivre II de concentration C=0.5 mol.L-1 en dissolvant une masse m de cette substance dans 100cm3 d’eau distillée. La dissolution s’effectue sans variation de volume de la solution. 1/ Ecrire l’équation d’ionisation du sulfate de cuivre II dans l’eau et calculer la masse m. On donne MCu= 63,5 g.mol-1 ; MS=32 g.mol-1 et MO= 16 g.mol-1 . 2/ On introduit dans un bécher une quantité de zinc de masse m1 = 6,5 g et un volume V de la solution S. A la fin de la réaction on remarque l’apparition d’un dépôt rouge brique de masse m2 = 3,17 g. a- Décrire la réaction qui se produit. b- Ecrire l’équation de la réaction. Donner les couples rédox mis en jeu. c- Montrer que le zinc est le réactif utilisé en excès. Calculer le volume V. d- Calculer la masse de zinc restante. e- Calculer la concentration de la solution en ions Zn2+. On donne MZn=65.4 g.mol-1. f- Quel volume minimal d’une solution de nitrate d’argent de concentration molaire C’ = 0,4 mol.L-1 x O i V0 faut-il ajouter au bécher pour faire réagir toute la j quantité de zinc et de cuivre. Physique ( 13 points ) 2000 m Exercice 1 (6,5 pts) : Un avion de guerre supersonique est animé d’un mouvement rectiligne uniforme à la vitesse V0 = 400 m.s-1 vole à une altitude de 2000 m, son radar a détecté un véhicule de transport de soldats ennemis supposé ponctuel, immobile au point A, le pilote a décidé de y les attaquer, malgré l’interdiction de ce fait par la loi de Genève. En passant par O origine du repère (O,i,j) l’avion a lâché, à une date prise comme origine de temps, une bombe qui après quelques secondes a détérioré complètement le véhicule et a tué tous les soldats. 1 1- En négligeant la force résistance de l’air et en appliquant la relation fondamentale de la dynamique à la bombe déterminer les composantes selon l’axe (0,x) et selon l’axe (O,y) de son accélération. 2- Etablir les lois horaires de mouvement de la bombe selon les deux axes. 3- Endéduire l’équation de la trajectoire de la bombe relativement au repère (O,i,j). 4- A quelle distance de la verticale passant par O se trouvait le véhicule ? Déterminer la date d’arrivée de la bombe au véhicule. 5- Où se trouvait l’avion à la date d’arrivée de la bombe au véhicule ? 6- Déterminer les caractéristiques du vecteur vitesse de la bombe lorsqu’elle se trouvait à 1000 m au dessus du sol. Exercice 2 (6,5 pts) : Un train est formé par une locomotive de masse m2 et un wagon de masse m1 = 104 Kg (m2 = 2m1). Le wagon est attaché à la locomotive à l’aide d’un ressort à spires non jointives de masse négligeable et de constante de raideur K = 105 N.m-1 .La locomotive et le wagon chacun est soumis à une force de frottement f supposée constante de valeur égale à 15.103 N. La locomotive développe une force motrice supposée constante F qui sert à mettre le train en mouvement. A l’origine des dates le train prend départ du point A sans vitesse initiale et parcourt le trajet horizontal AB = 200 m en 10 s et arrive en B à la vitesse VB. 1- a- Etablir l’expression de l’accélération a de mouvement du train. Endéduire la nature de son mouvement. b- Calculer a. Endéduire la valeur de VB. c- Calculer la valeur de la force motrice F. d- Déterminer l’allongement du ressort. 2- Au point B le train aborde avec la vitesse constante VB un plan incliné dont la ligne de plus grande pente fait un angle = 30° avec l’horizontale et la locomotive développe au cours de cette montée une force motrice F’. a- Calculer la valeur de la force motrice F’. b- Calculer l’allongement du ressort. c- Au point C le ressort est cassé, Montrer que le mouvement ultérieur du wagon comporte deux phases. d- Déterminer la distance parcourue par le wagon avant de rebrousser chemin. A B 2 C