devoir surveille – avril 07

2nde3 – sciences physiques – correction du devoir avril 07
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DEVOIR SURVEILLE – AVRIL 07
CORRECTION
1. LA TERRE AUTOUR DU SOLEIL
Dans le référentiel héliocentrique ayant pour corps de référence le soleil, on suppose que la terre a
un mouvement circulaire autour du soleil. Le rayon de sa trajectoire est de 1,5.1011 mètres.
(1pt)
dans le référentiel héliocentrique, le mouvement de la terre est circulaire uniforme (la valeur
de la vitesse constante)
1. (1pt) v = 2πR/T
2. durée t : 365,25 . 24 . 3600 =3,156 107 s.
circonférence : C = 2 R = 2x3,14x1,5 108 = 9,42 108 km
vitesse : v= C /t = 9,42 108 / 3,156 107 = 29,8 km s-1.
3. page web :
a) Dans le référentiel lié au Soleil (référentiel Héliocentrique) : en effet, le Soleil est ici considéré
immobile. La réponse « Le référentiel de l’espace » est trop imprécise : le Soleil se déplace
dans l’espace.(1pt)
b) Le DOI est le suivant : seul intervient le Soleil (dans l’énoncé, on néglige l’interaction avec les
autres planètes). (1pt)
c) On en déduit qu’une seule force est exercée sur la Terre : FSoleil/Terre ! Cette force est
dirigée du centre de la Terre vers le Soleil.(1pt)
d) Non, car aucun objet ne crée la force centrifuge, qui ne peut donc pas apparaître sur
l’inventaire des forces (1pt)
e) La Terre serait soumise à deux forces qui se compensent : son mouvement serait rectiligne
uniforme, d’après le principe d’inertie. (1pt)
f) « La force exercée par le Soleil sur la Terre permet à celle-ci d’avoir un mouvement circulaire
uniforme autour du Soleil.»(1pt)
g) D’après le principe d’inertie, un système soumis à aucune force persévère dans son état de
repos ou dans un mouvement rectiligne uniforme. La Terre étant en mouvement au moment
SOLEIL
TERRE

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où la force disparaîtrait, elle aurait dès cet instant un mouvement rectiligne uniforme. (1pt)
2. POIDS ET MASSE
a) Rappeler la relation qui existe entre le poids P d'un corps, sa masse m et l'intensité de la
pesanteur g. Préciser les unités de mesure des grandeurs P, m et g. (1pt)
P = m . g
N kg N/kg
b) Sur Terre : PT = mT . gT (1pt)
c) Dans l’énoncé, il est noté que la masse ne dépend pas du lieu où elle est mesurée.
Donc mL = m = 100 kg ! (1pt)
d) Quelle est la valeur du poids PL de l'ensemble (astronaute + équipement) sur la Lune ?
PL= m.gL = 100 . 1,6 = 160 N. (1pt)
e) Un homme peut porter une masse de 100 kg sur Terre. Quelle est la masse qu’il pourrait
porter sur la Lune ?
En effet, lorsqu’il porte un objet, l’objet est immobile. les forces se compensent. L’astronaute
exerce sur l’objet une force vers le haut qui compense la poids de l’objet, dirigé vers le bas.
Sur Terre : l’objet que l’astronaute peut porter sur Terre a une masse de 100 kg : l’astronaute doit
exercer une force vers le haut qui compense le poids de 980 N de l’objet : il doit exercer vers le
haut une force de 980 N.
Sur la Lune : le DOI appliqué sur l’objet est le suivant :
objet
Astronaute
Terre

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Nous avons calculé que l’astronaute peut exercer vers le haut une force de 980 N. Il peut donc
porter un objet dont le poids sur la Lune est de 980 N !
Quelle est la masse d’un objet dont le poids est de 980 N sur la Lune ?
PL = m.gL donc m = PL/gL = 980/1,6 = 612,5 kg !
Un homme qui peut porter un objet de 100 kg sur Terre peut porter 612,5 kg sur la Lune !
3. VITAMINE C
L’acide ascorbique est le nom de la vitamine C, de formule C6H8O6.
a) Calcul de la masse molaire moléculaire de la vitamine C. (1pt)
M(C6H8O6) = 6MC+8MH+6MO = 6x12+8x1+6x16=176g.mol-1
b) La masse d’un échantillon m (en g) peut être calculée grâce à la quantité de matière n (en
mol) et la masse molaire moléculaire M (en g.mol-1) : n = m/M(2points)
c) L’analyse d’un comprimé de vitamine C montre que ce comprimé contient 2,84.10-3 mol d’acide
ascorbique. Calculer la masse d’acide ascorbique contenu dans ce comprimé.
La masse d’acide ascorbique m peut être calculée grâce à la quantité de matière n (en mol) et la
masse molaire moléculaire M(C6H8O6) :
n = m/ M(C6H8O6) donc m = n. M(C6H8O6)
n =2,84.10-3 mol et M(C6H8O6) = 176g.mol-1 donc m = 2,84.10-3x176 = 5,00.10-3g (1pt)
d) Sur la boite de comprimés, il est inscrit « vitamine C 500 ». Que signifie cette inscription ?
Nous avons calculé que le comprimé contient 5,00.10-3g de vitamine C.
5,00.10-3g = 500 mg : Il s’agit de comprimés contenant 500 mg de vitamine C. (1pt)
objet
Astronaute
Lune