Collège des Saints-Cœurs Examen 1, janvier 2012 - Sioufi

Collège des Saints-Cœurs Examen 1, janvier 2012
- Sioufi- Durée : 100 minutes
Classe : 2de ( )
Nom : _____________________
No ( )
PHYSIQUE
I- Indice de réfraction du plexiglas (4 points)
Le polyméthacrylate de méthyle est un polymère transparent et dur dont le nom commercial est
Plexiglas.
Un dispositif expérimental adapté permet de mesurer les angles d’incidence i et de réfraction r d’un
faisceau lumineux envoyé à la surface d’un bloc de plexiglas. On donne nair = 1,00
Les valeurs sont portées dans le tableau suivant.
i
0
10
20
30
40
50
60
70
80
r
0
7
13
19
25
31
35
39
41
sin i
0
0,17
0,34
0,50
0,64
0,77
0,87
0,94
0,98
sin r
0
0,12
0,22
0,33
0,42
0,51
0,57
0,63
0,66
a- Tracer sur un graphique sin r en fonction de sin i.
b- Modéliser les points placés par une droite et déterminer son coefficient directeur.
c- En déduire l’indice de réfraction du plexiglas.
II- Miroir plan (4 points)
Un homme AB de 1,60 m est debout à 3,0 m d’un chien CD. Le chien devant lui est placé à 2,0 m
d’un miroir plan et mesure 0,5 m du haut. Le miroir plan MN est placé perpendiculairement au sol.
La distance entre les yeux de l’homme et le sol est de 1,52 m et la distance entre les yeux du chien
et le sol est de 0,45 m.
1) a- Faire le schéma de la situation (sans souci d’échelle)
b- Construire l’image A’B’ de l’homme donnée, par le miroir plan.
2) Calculer la hauteur MN du plus petit miroir plan, qui permettrait au chien de voir l’homme au
complet.

III- Projecteur dans un bassin (5 points)
Au pied d’un mur vertical se trouve un bassin parallélépipédique profond de 1,0 mètre et large
de 2,0 mètres. Sur le fond du bassin, on installe un projecteur destiné à éclairer une petite niche située
dans le mur à 2,50 mètres au dessus du niveau du sol.
1) Le bassin étant vide d’eau, on règle la position du projecteur, au point A pour qu’il éclaire la
niche. On assimilera le faisceau de lumière émis par le projecteur
à un rayon fin de lumière. On donne nair = 1,00.
a- Quelle est la valeur de l’angle i que fait le rayon avec
le fond du bassin au point A ?
b- Calculer, alors la valeur de la distance GH.
2) On remplit alors, jusqu’au ras du sol, le bassin avec de l’eau
dont l’indice n est égal à 1,33.
a- Pourquoi la niche ne sera-t-elle plus éclairée par la lumière
du projecteur ? Faire le schéma de la situation.
b- Calculer l’angle d’incidence i1 de la lumière du projecteur
sur la surface de séparation eau-air.
c- Calculer l’angle de réfraction i2 correspondant.
d- A quelle hauteur, au-dessus du sol, se trouve le point du
mur qui sera illuminé par la lumière du projecteur.
IV- Satellites géostationnaires (7 points)
METEOSAT ou Météosat est une famille de satellites météorologique réalisés sous maîtrise d'œuvre
de l'Agence spatiale européenne (ESA). Géostationnaires, ils permettent l'observation en continu d'une
zone précise du globe.
Les satellites Météosat envoient régulièrement sur Terre de nombreuses images numériques de la
surface terrestre et autres données qui permettent aux météorologues, à partir des observations
d'anticyclones, dépressions atmosphériques, masses nuageuses (etc.), d'élaborer les bulletins
météorologiques. Ces données sont également essentielles pour anticiper certains phénomènes
météorologiques ravageurs tels que les ouragans, tempêtes ; et pour le suivi de l'évolution du climat de
la planète.
Météosat-7 gravite à une distance constante de 35 800 km
de la surface de la Terre dans le plan de l’équateur, pour une
période de révolution presque égale a celle de la Terre
On donne : - rayon de la Terre est de 6 378 km
- période de révolution de la Terre T= 24 h
1) a- Qu’est ce qu’un satellite géostationnaire ?
b- Qu’est-ce qu’un référentiel terrestre ?
c- En déduire le mouvement du satellite meteosat-7 dans un référentiel terrestre.
2) Décrire le mouvement du satellite météosat-7 dans le référentiel géocentrique.
3) Quelle est la valeur de la vitesse du centre de meteost-7 dans le référentiel terrestre ?
4) Calculer la valeur de la vitesse du centre de meteosat-7 dans le référentiel géocentrique.
5) Pourquoi dit-on que « le mouvement est relatif » ?