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DEVOIR SURVEILLE N°4, classe de 2nde 1
(20 points ; 55 min )
N.B. - Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction.
- Dans la mesure du possible, et sauf indication contraire, toute réponse devra être
justifiée.
PHYSIQUE (11 points)
Exercice 1 ( 5 points)
Le satellite Phobos (considéré comme ponctuel) de la planète Mars décrit une trajectoire circulaire dont le
centre est confondu avec le centre de Mars. Le rayon de cette trajectoire a pour valeur r = 9378 km. On
considèrera que Phobos et Mars ont des masses régulièrement réparties autour de leur centre.
1.
Exprimer littéralement (avec des lettres) la valeur FM/P de la force
2.
satellite Phobos.
Calculer la valeur de cette force.
3.
Déterminer la valeur FP/M de la force

FM / P exercée par Mars sur le

FP / M exercée par Phobos sur la planète Mars.


4. Faire un schéma en représentant les forces FM / P et FP / M . On utilisera l’échelle suivante : 1 cm
représente 2 x 1015 N.
Données :
Masse de la planète Mars : mM = 6,42 x 1023 kg.
Masse du satellite Phobos : mP = 9,6 x 1015 kg.
Constante de gravitation : G = 6,67 x 10-11 SI
-
Exercice 2 (6 points)
On considère un objet O de masse m situé à la surface d’un astre A de masse M et de rayon R.
1. Soit g l’intensité de la pesanteur à la surface de l’astre. Quelle est l’expression littérale (avec des
lettres) du poids P de l’objet en fonction de m et g ?
2. Quelle est l’expression littérale de la force F d’interaction gravitationnelle exercée par l’astre A sur
l’objet O en fonction de G, m, M et R ?
3. On montre, qu’en première approximation P = F. En déduire que l’intensité de la pesanteur g à la
surface de l’astre de masse M et de rayon R est donnée par la relation : g  G 
4.
5.
M
R2
Quelle est la valeur de l’intensité de la pesanteur gIo à la surface de Io, l’un des satellites de Jupiter ?
a.
b.
c.
Quel est le poids PIo d’un objet de masse m = 5,0 kg à la surface de Io ?
Quel est le poids PT de ce même objet à la surface de la Terre ?
Comparer PT et PIo.
Données :
-
masse de Io : MIo = 8,9 . 10 22 kg
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rayon de Io : RIo = 1,8 . 10 6 m
constante de gravitation : G = 6,67 . 10 –11 SI
intensité de la pesanteur à la surface de la Terre : gT = 9,8 N.kg-1
-
CHIMIE ( 7 points)
Exercice 3 (3 points)
1.
2.
3.
L’élément lithium (Li) a pour numéro atomique : Z = 3. Donner la formule électronique de l’atome
correspondant.
L’élément Rubidium (Rb) se trouve dans la même colonne que le lithium dans la classification
périodique. Combien a-t-il d’électrons sur sa couche externe ?
A quelle famille ces deux éléments appartiennent –ils ? Quels ions ont-ils tendance à
former ?
Exercice 4 ( 1,5 points)
1.
2.
3.
Soit l’élément X de numéro atomique Z = 16. Déterminer la formule électronique de l’atome
correspondant.
Déduire de la structure électronique, la période et la colonne de la classification périodique
auxquelles appartient X.
Déterminer le nom et le symbole de cet élément (on utilisera l’extrait de classification se trouvant en
annexe)
Exercice 5 (2,5 points)
1.
2.
3.
Déterminer la place des éléments azote ( Z=7) et magnésium ( Z=12) dans la classification (on utilisera
l’extrait de classification se trouvant en annexe)
Par application de la règle de l’octet, déduire la formule des ions nitrure et magnésium que donnent
respectivement ces deux éléments.
Le magnésium réagit avec le diazote pour donner un composé ionique, le nitrure de magnésium.
Choisir parmi les formules a, b, c, d et e ci-dessous la formule correcte du nitrure de magnésium
(justifier). On rappelle qu’un composé ionique doit être électriquement neutre.
a.
Mg2N
b. MgN2
c. Mg3N2
d. Mg2N3
e. MgN
ANNEXE
1
2
13
14
15
16
17
18
H
He
hydrogène
hélium
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
lithium
béryllium
bore
carbone
azote
oxygène
fluor
néon
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
sodium
magnésium
aluminium
silicium
phosphore
soufre
chlore
argon
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