DS n°1 de Physique et de Chimie – Niveau seconde

Page 1sur 3
2nde …..Mercredi 7 octobre 2015 Durée : 1h00 Calculatrice autorisée
DS n°1 de Physique et de Chimie – Niveau seconde
Soignez la rédaction et la présentation de votre devoir. Numérotez correctement les questions.
Donner les expressions littérales puis les applications numériques. Justifier vos réponses.
L’énoncé est à rendre avec votre copie
Exercice 1 : Ecriture scientique – Ordre de grandeur
1) a) Classer les longueurs suivantes par ordre croissant : 109nm ; 104 μm ; 104mm ; 10 –3 cm.
1m, 10-2m, 10 m, 10-5 m
10 –3 cm<104 μm <109nm <104mm
b) Le rayon RAd’un atome de sodium est de 0,183 milliardième de mètre. Écrire ce nombre en utilisant les
puissances de 10. : 1,83x10-10 mEcrire ce nombre en utilisant un sous-multiple du mètre mieux
adapté. : 0,183 nm ou 183 pm
2) a) Écrire les nombres suivants en notation scientifique puis en donner l’ordre de grandeur :
a = 0,0023 ; b = 158 000 ; c = 0,00150 ; d = 10200
a = 0,0023
b = 158 000
c = 0,00150
d = 10200
Notation
scientifique
2,3
×
10
-
3
1,58000
×
10
5
1,50
×
10
-
3
1,0200
×
10
4
Ordre de grandeur
10
-
3
10
5
10
-
3
10
4
b) Exprimer les distances suivantes en mètres en utilisant la notation scientifique :
Distance terre – lune : D = 384 000 km ; rayon d’un atome d’aluminium : R = 0,125 nm.
D=3,84x108m ; R=1,25x10-10 m
Exercice 2 : Utilisation d’un laser
1) La lumière d’un laser parcourt une distance d = 45 km en une durée t = 0,24 ms dans le cœur en verre d'une
fibre optique d'un réseau de télécommunications.
Calculer en m.s1la vitesse v de propagation de la lumière dans le cœur de la fibre optique.
ݒ=
݀
∆ݐ=45000 2,4ݔ10ିଶ = 1,9ݔ10଼݉ .ݏ
ିଵ
2) Des réflecteurs ont été placés sur la Lune lors des différentes missions américaines Apollo. Une émission laser en
direction de celle-ci met 2,56 s pour revenir à son point de départ.
a) Quelle est la vitesse c de propagation de la lumière dans le vide ? 3,0x108m.s-1
b) En déduire la distance D entre la Lune et la Terre ?
૛ࢊ =࢜×࢚
ࢊ=
࢜×࢚
૛=
૜,૙×૚૙ૡ×૛,૞૟
૛=૜,ૡ×૚૙ૡ࢓.
1pt
1pt
2pts
1pt
1pt
1pt
0,5pt

Page 2sur 3
Exercice 3 : Electrocardiogramme
La figure ci-dessous présente des extraits d'électrocardiogrammes (ECG) de deux patients obtenus avec la même
échelle.
Le patient 1 ne présente aucun problème cardiaque.
Le patient 2 souffre d'arythmie : au repos, son cœur ne bat pas toujours régulièrement.
1) Identifier l'ECG du patient 2 en justifiant votre réponse. Le patient 2 a un ECG qui n’est pas périodique. Ses
battements cardiaques sont irréguliers.
2) Déterminer la période puis calculer la fréquence cardiaque du patient 1 en Hz.
T1= 0,4s x 3div=1,2s ; f1=1/1,2=0,83 Hz
3) a) En déduire le nombre N de pulsations cardiaques que peut ressentir le patient 1 s'il prend son pouls
pendant 1 minute.0,83 battement par seconde x60=50 battements par minute.
b) A priori, subit-il un effort ou est-il au repos ? Il est au repos, parce que notre cœur bat en moyenne 60 à
80 fois par minute. Et en accélération le cœur se met à battre plus de 100 fois par minute.
4) Le patient 1 effectue une course rapide sur un tapis roulant.
Comment serait modifié son ECG si on conserve la même échelle ? La fréquence et la tension maximale
augmenteront, mais la période diminuera.
Exercice 4 : Qui a raison ?
Jojo est en séance de TP. Afin d’étudier la réfraction de la lumière, il
utilise le dispositif suivant (lampe avec ½ cylindre sur plateau tournant) :
1) Jojo est un peu perdu. Aidez-le en annotant le schéma avec les
indications suivantes : normale, dioptre, rayon réfracté, rayon
incident, angle d’incidence i, angle de réfraction r.
Jojo ne comprend pas pourquoi le rayon traverse la partie courbée du demi-cylindre sans être dévié. Expliquez-le
lui. Quand le faisceau laser arrive perpendiculairement à la surface rectangulaire du demi-cylindre la
lumière ne dévie pas.
2) Jojo a réalisé des mesures suivantes mais n’a pas terminé de compléter son tableau :
i (degrés) 0 10 20 30 40 50 60 70
r (degrés) 0 7 13 19,5 25 31 35,5 39
sin i 0 0,17 0,34 0,50 0,64 0,77 0,87 0,94
sin r 0 0,12 0,22 0,33 0,42 0,52 0,58 0,63
Complétez le tableau pour lui.
Lampe
Dioptre
Normale
Rayon réfracté
Rayon incident
Angle d’incidence i
Angle de réfraction r
r
i
0,5pt
2pts
1pt
0,5pt
1pt
1pt
1pt
0,5pt

Page 3sur 3
3) Construisez sur le papier millimétré ci-dessous la représentation graphique des variations de sin i en fonction de
sin r.
4) Interprétez le graphique et déterminez la loi qui est ainsi vérifiée.Les sinus des angles de réfraction et
d’incidence sont liés par une relation de proportionnalité : ୱ୧୬ ௜
ୱ୧୬ ௥ =݇ou k=nr/ni.
5) Le demi-cylindre contient un liquide incolore et transparent. Jojo pense qu’il s’agit d’eau et son binôme Gigi
pense qu’il s’agit de glycérol. Qui a raison ? Détaillez votre raisonnement.
Données : nair = 1,00 ; neau = 1,33 ; nglycérol = 1,50.
Le tableur Excel propose pour cette représentation graphique, l’équation : y= 1,50 x(avec ses propres notations.
y/x= sin i/sin r=1,50 ݊௥
݊௜
= 1,50
Ou ni=1, alors nr=1,50-> Le semi-cylindre contient du glycérol.
3pts
1pt
1pt