DS3 - sciences physiques

Devoir de Sciences Physiques N°3 :
lois de Newton- conductimétrie
Exercice n°1 : Conductivité d’un mélange de solutions (6 points)
A 25°C, on mélange un volume V1  100,0mL d’une solution aqueuse S1 de bromure de potassium
( K(aq)  Br(aq) ) de concentration molaire c1  1,08  103 mol.L1 , avec un volume V2  200,0mL d’une
solution
aqueuse
S2
d’iodure
de
sodium
( Na(Aq)  I (Aq) ),
de
concentration
molaire c2  9,51 104 mol.L1 . On note V le volume du mélange.
1- Donner l’expression littérale puis calculer la quantité de matière de chaque ion du mélange.
2- Donner l’expression littérale puis calculer la concentration molaire de chaque ion du mélange en
mol.m 3 .
3- En déduire la conductivité  du mélange.
4- Déterminer les conductivités  1 et  2 des solutions avant le mélange. Pourquoi   1 + 2
Données :    7,68  103 S .m 2 .mol 1 , Na   5,01103 S.m2 .mol 1 , Br   7,81103 S.m2 .mol 1 ,
I
K  7,35 103 S.m2 .mol 1 .

Exercice n°2 : Détermination théorique d’une conductance (2 points)
On mesure avec la même cellule conductimétrique et dans les mêmes conditions de température les
conductances de diverses solutions électrolytiques de mêmes concentrations molaire c. On trouve:
Solution
S1: solution aqueuse de perchlorate de sodium
(NaClO4)
S2: solution aqueuse d'acide perchlorique
(HClO4)
S3: solution aqueuse de chlorure de sodium
(NaCl)
Conductance
G1=223µS
G2=793µS
G3=240µS
Déterminer, en le justifiant, la conductance d'une solution de chlorure d'hydrogène (HCl) de même
concentration molaire C.
Exercice n°3 : Solide tracté sur un pan incliné (4 points)
Un solide de masse m=5,00 kg glisse sans frottement sur
un plan incliné d'angle a=15,0° par rapport à
l'horizontale. Il est entraîné à vitesse constante par un
câble faisant un angle b=20,0° avec la ligne de plus
grande pente du plan incliné.
1- faire un bilan des forces s’exerçant sur le cube
2- en utilisant judicieusement une des lois de Newton et en
expliquant correctement le raisonnement suivi, trouver la
valeur de la tension du câble et de la réaction du pan
incliné (le sol)
Données : g = 10 N/kg
Exercice n°4 : Palet de hockey (3 points)
Un palet de hockey est lancé à la vitesse de 3m.s 1 sur une patinoire. On considère qu’il évolue sans
frottements. Le palet percute le bord de la piste, la direction de son mouvement faisant un angle de 45°
avec la bordure. Après le choc, la direction du mouvement est perpendiculaire à la direction initiale et la
valeur de la vitesse n’a pas changé.
1- Représenter le bord de la piste et les vecteurs vitesse du centre d’inertie avant et après le choc.
2- Pourquoi peut-on affirmer que la bordure a exercé une force sur le palet pendant le choc ?
3- Déterminer la direction et le sens de cette force de contact. Justifier la réponse à l’aide d’un
schéma et énoncer la loi appliquée.
Exercice n°5 : mobile autoporteur(5 points)
Un mobile sur table à coussin d’air est attaché à un fil élastique dont l’autre extrémité est reliée à un
point fixe O. On lance ce mobile sur une table à coussin d’air horizontale.
Les positions du centre d’inertie G du mobile sont repérées toutes les 50 ms
1- calculer la valeur de la vitesse de G aux points A5 et A7
2- représenter à l’échelle 1cm 0,05 m/s les vecteurs vitesse en A5 et A7.
3- Représenter en A6 le vecteur variation de vitesse V6 = V7 – V5 du centre d’inertie du mobile
4- Déduire de ce schéma et de l’utilisation d’une loi de Newton la direction du fil élastique tendu
en ce point A6