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 1,5.10 11 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 = 2R = 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) SOLEIL TERRE 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 2nde3 – sciences physiques – correction du devoir avril 07 1/3 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. Terre objet Astronaute Sur la Lune : le DOI appliqué sur l’objet est le suivant : 2/3 2nde3 – sciences physiques – correction du devoir avril 07 objet Lune Astronaute 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) 2nde3 – sciences physiques – correction du devoir avril 07 3/3