L`éruption du volcan Tavurvur

Tˆ ache complexe
M. Suet 2nde
L’´ eruption du volcan Tavurvur
Contexte Le volcan Tavurvur se pr´esente sous la forme d’une caldeira situ´ee dans la baie
Blanche. La ville de Rabaul s’est install´ee au fond de ce port naturel, ancienne capitale coloniale
et actuellement ville partiellement d´esert´ee et d´etruite `a la suite des r´ecentes ´eruptions du volcan.
En e↵et, le vendredi 29 aoˆut 2014, le Tavurvur est entr´e en ´eruption provocant l’´evacuation des
villages alentours.
Votre mission
En utilisant les documents `a votre disposition, ´evaluez `a quelle distance le cam´eraman se
trouve du volcan. La r´eponse `a la probl´ematique devra comporter plusieurs hypoth`eses
clairement ´enonc´ees, un raisonnement, des calculs et une ou plusieurs conclusions. Vous
devez faire preuve d’initiative et utiliser les documents suivants, tout raisonnement coh´erent
sera valoris´e. Ayez un regard critique sur vos r´esultats.
Documents
Doc.1 : Le volcan Tavurvur en ´eruption
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Doc.2 : Le climat :
La Papouasie-Nouvelle Guin´ee a un climat tropical avec une saison des pluies (novembre, d´ecembre,
janvier, f´evrier, mars, avril) et une saison s`eche (mai, juin, juillet, aoˆut, septembre, octobre). Les
temp´eratures atteignent 30°toute l’ann´ee en Papouasie-Nouvelle Guin´ee.
Doc.3 : La vitesse de la lumi`ere :
La vitesse de la lumi`ere dans le vide est la plupart du temps not´ee ”c” qui signifie ”c´el´erit´e”. Sa
valeur approch´ee est c=3,0.108m.s1. Dans un milieu mat´eriel comme le verre ou l’eau, on note
souvent cette vitesse V,elleestdevaleurinf´erieure`acelledanslevideV<c. Dans un milieu
comme l’air, on peut consid´erer que V=c.
RDP-eruption_taturvur-vfinale.docx 09/11/2015 Page 2 sur 2
RESOLUTION DE PROBLEME : Eruption du Tavurvur
Tavurvur is an active volcano that lies near Rabaul, on the island of New Britain, in Papua New Guinea. An eruption
of the volcano largely destroyed the nearby town of Rabaul in 1994. The latest eruption began on 29 August 2014,
around 3:30–4:00 AM local time prompting concerns over disruption of flights in Australian airspace due to the
large ash clouds. Source : https://en.wikipedia.org/wiki/Tavurvur
Vidéo disponible sur le serveur
et sur internet : https://www.youtube.com/watch?v=BUREX8aFbMs
Situation problème :
En utilisant les documents à votre disposition, évaluez à quelle distance le caméraman se trouve du volcan.
La réponse à la problématique devra comporter plusieurs hypothèses clairement énoncées, un raisonnement, des
calculs et une ou plusieurs conclusions. Vous devez faire preuve d’initiative et utiliser les documents suivants, tout
raisonnement cohérent sera valorisé. Ayez un regard critique sur vos résultats.
DOCUMENTS RESSOURCES :
Document 1 : la vidéo.
The eruption of Mount Tavurvur volcano on August 29th, 2014. Captured by Phil McNamara.
“Watch out for the shock, it’s coming”
Document 2 : Vitesse du son dans l’air en fonction de la température
La vitesse du son dans l’air en m.s-1 est donnée par la formule théorique : Vthéorique = 331 + 0,601×θ avec θ
température en degrés Celsius ce qui peut se représenter par le graphique suivant :
Document 3 : le climat
La Papouasie-Nouvelle Guinée a un climat tropical avec une saison des pluies (novembre, décembre, janvier, février,
mars, avril) et une saison sèche (mai, juin, juillet, août, septembre, octobre). Les températures atteignent 30° toute
l'année en Papouasie-Nouvelle Guinée.
Source : http://www.capaustral.com
Document 4 : La vitesse de la lumière
La vitesse de la lumière dans le vide est la plupart du temps notée « c » qui signifie « célérité ». Sa valeur approchée
est c = 3,0.108 m.s-1. Dans un milieu matériel comme le verre ou l’eau, on note souvent cette vitesse V, elle est de
valeur inférieure à celle dans le vide V < c.
Dans un milieu comme l’air, on peut considérer que V = c.
320
325
330
335
340
345
350
355
-20 -10 010 20 30 40
Vitesse en m/s
Température en degrès Celcius
Vitesse du son dans l'air en fonction de la température
Doc.4 : Vitesse du son dans l’air en fonction de la temp´erature
Doc.5 : Vid´eo sur l’´eruption du volcanTavurvur :https://www.youtube.com/watch?v=BUREX8aFbMs
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M. Suet 2nde
Une histoire d’argent !
Contexte ”La solution ? C’est l’argent !” est le nom du laboratoire de chimie bien connu
dans toute la ville, laboratoire dans lequel vous travaillez. Aujourd’hui, votre responsable vous
demande de proposer le protocole permettant de fabriquer une solution de nitrate d’argent.
C’est en e↵et une solution tr`es utile dans le domaine m´edical. Une solution de nitrate d’argent
`a 1 % e s t e n e ↵et un antiseptique `a usage externe et k´eratolytique qui a un e↵e t s ´e c h a n t . V o u s
pensez sur le champ : ”Ah que j’aimerai avoir cette prime d’int´eressement que mon chef m’a
promise si j’arrive `a fabriquer la solution pour le coˆut le moins cher ! Je pourrai partir dans les
ˆıles en vacances ...”.
Avant de penser aux vacances, il faut se mettre au travail ! Commencez donc par ´etudier les
documents que vous a fournis votre responsable ?
Votre mission
Proposez le protocole qui, selon vous, est le moins couteux pour fabriquer un volume V0=
50,0 mL d’une solution de nitrate d’argent de concentration C0= 0,0200 mol.L1`a partir
des esp`eces chimiques dont votre laboratoire dispose. Il est important de justifier votre
choix de m´ethode et de bien d´etailler le protocole choisi. Votre choix peut se justifier par
des consid´erations ext´erieures `a celles propos´ees ici ?
On attend que vous fassiez preuve d’un regard critique sur votre choix ; l’obtention de votre
prime en d´epend !
Documents
Doc.1 : Coˆut du nitrate d’argent dont dispose le laboratoire :
-cristalsolidedenitrated’argent:135,00§, conditionnement : 100 g
- solution aqueuse de nitrate d’argent de concentration molaire C= 0,100 mol.L1: 39,00 §,
conditionnement : Flacon de 1,00 L
Doc.2 : Quelques donn´ees :
Formule brute du nitrate d’argent : AgNO3
Masses molaires en g.mol1: M(Ag) = 107,9 ; M(N) = 14,0 ; M(O) = 16,0 .
Doc.3 : Dur´ee n´ecessaire `a la r´ealisation d’une solution :
-pardissolution:6,50min
-pardilution:5,00min
Doc.4 : Coˆut horaire de votre emploi :
Quand vous travaillez 1 h, votre employeur paye : 22 §/h.
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M. Suet 2nde
Des bulles qui ne manquent pas d’air
Contexte Alors que vous faisiez de la plong´ee sous marine pendant les vacances, vous remar-
quez les bulles de gaz relˆach´ees remontent `a la surface en grossissant. Mais pourquoi donc ?
Votre mission
Le volume de la bulle lˆach´ee par le plongeur augmente au cours de sa remont´ee. Votre
mission consiste `a utiliser les renseignements propos´es pour justifier cette observation.
Documents
Doc.1 : Bulles qui remontent en gonflant
1

Doc.2 : Le mat´eriel disponible :
- Un pressiom`etre (qui permet de mesurer la pression regnant dans un fluide)
- Un long tube en plastique
- Une ´eprouvette gradu´ee
- Une r´eserve d’eau
- Une r`egle gradu´ee cm par cm.
Doc.3 : La pression :
La pression Pd’un gaz d´epend de la force pressante Fqu’il exerce perpendiculairement sur une
paroi de surface S.
P=F
S
Fs’exprime en newton (N)
Ss’exprime en m`etre carr´e m2
Ps’exprime en pascal (Pa)
NIVEAU d'ENSEIGNEMENT : Seconde générale
Parties concernées : LA PRATIQUE DU SPORT
Tâche complexe documentaire
FICHE n°1 :
Situation contextualisée-problématique-documents
Situation : présentation d’une vidéo d’une plongée sous-marine
Lors d'une plongée sous marine, les bulles de gaz relâchées par le plongeur remontent à la surface en grossissant.
Le problème posé.
Le volume de la bulle lâchée par le plongeur augmente au cours de sa remontée. Votre mission consiste à utiliser les renseignements
proposés pour justifier cette observation.
Pour répondre au problème posé, plusieurs voies sont possibles à partir des documents proposés.
Vous pouvez donc partir sur une piste ou sur une autre ... par contre, la solution est unique.
Vous rédigerez un compte-rendu qui détaillera la démarche suivie ainsi qu'un protocole expérimental de l'expérience mise en œuvre avec le matériel
disponible. Cette expérience devra conduire à l'exploitation d'un tableau de mesures à l'aide d'un tableur-grapheur et au tracé d'une courbe.
Les informations dont vous disposez
De plusieurs documents relatifs à la pression : sa mesure, ses variations, sa définition.
D'une liste de matériel permettant d'envisager une expérience à mettre en œuvre.
Document 1 : Le matériel disponible
•Un pressiomètre (qui permet de mesurer la pression regnant dansun fluide)
•Un long tube en plastique
•Une éprouvette graduée
•Une réserve d’eau
•Une règle graduée cm par cm.
Document 2 : La pression P d’un gaz dépend de la force pressante F qu’il exerce perpendiculairement sur une paroi
de surface S.
P=F
S
F s’exprime en newton (N)
S s’exprime en mètre carré (m²)
P s’exprime en pascal (Pa)
Document 3 : Loi de Boyle
Mariotte
À température constante,
pour une quantité de
matière donnée de gaz, le
produit de la pression P
par le volume occupé par
ce gaz ne varie pas.
Doc.4 : Loi de Boyle-Mariotte
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