Devoir n°1 de Sciences Physiques

Première S2- M. Diop - Année scolaire: 2009 - 2010
Retrouver l’épreuve et la correction sur : http://physiquechimie.ecoles.officelive.com
α1
α2
Devoir n°1 de Sciences Physiques
Exercice 1: (8 points)
1) Nommer les trois composés suivants
CH3
CH2C C
CH3
CH2
CH3
CH3
Cl
Br
CH3
CH
C
CH2
CH CH2
CHCH
Cl
Cl
CH
CH3
CH3
CH3
F
CH3
CH2
CH
CH
CH
CH
C
CH3
CH2
CH3
CH3
CH3
CH3
Br
Cl
a)
b)
c)
2) Un alcane gazeux a une densité égale à 1,034.
a) Déterminer sa formule brute.
b) Donner sa formule semi-développée et son nom.
3) On fait réagir du dichlore sur cet alcane. On obtient un produit contenant 55,04 % en masse de chlore.
a) Déterminer la formule brute de ce produit. Nommer ce composé.
b) Écrire l’équation-bilan de la réaction qui a lieu.
Exercice 2: (6 points)
Un mobile de masse m200g considéré comme ponctuel se déplace le long d une glissière ABCD située dans un
plan vertical. La piste ABCD comprend trois parties:
- Une partie circulaire AB de rayon r50cm tel que AOB=1 = 45°;
- Une partie BC rectiligne de longueur L incliné d un angle 2=30° par rapport à l horizontale (voir figure). On
donne g10 N/kg; HG 1,4m.
- Une partie CD rectiligne et horizontale.
1) Calculer le travail du poids P du mobile pour chacun des
déplacements AB, BC et CD.
2) Sur la piste BC, le mobile est soumis à des forces de
frottement représentées par une force f parallèle au plan
incliné, de sens contraire au déplacement et d intensité f.
Aussi la vitesse du mobile demeure constante égale à 5 ms-1.
a) Déterminer la valeur de l intensité de f et celle de la
réaction R du plan BC sur le solide.
b) Calculer le travail et la puissance de la force de
frottement sur la partie BC.

Première S2- M. Diop - Année scolaire: 2009 - 2010
Retrouver l’épreuve et la correction sur : http://physiquechimie.ecoles.officelive.com
c) Déterminer la puissance du poids sur le trajet BC.
3) Afin de maintenir la vitesse constante sur la piste CD, le mobile est soumis à l action d une force motrice Fm qui
représente en intensité 10% de son poids. Calculer l intensité de la force de frottement f1 sur la piste CD.
Exercice 3: (6 points)
Un solide (S) de masse m=250 g assimilable à un point matériel est lancé à partir d’un point B sur un plan incliné d’un
angle =30° avec une vitesse VB=6,1m/s.
1) En supposant les frottements négligeables et le plan incliné
suffisamment long, quelle longueur ℓ devrait parcourir (S)
sur le plan incliné avant que sa vitesse ne s’annule ?
2) En réalité on constate que (S) parcourt une distance BC=
ℓ1=3,2m le long du plan incliné à cause des frottements.
Calculer l’intensité de cette force supposée constante entre
B et C.
3) A l’extrémité C du plan incliné BC, le mobile (S) aborde sans
vitesse une piste circulaire CD, de centre B et de rayon ℓ1=3,2m. La position de (S) sur la piste circulaire CD est
repérée par l’angle =( BD ,BM). Les frottements sont négligés. Exprimer la vitesse V de (S) au point M, en
fonction de ℓ1, , et g. Calculer cette vitesse pour =20°.
Bonne Chance

Première S2- M. Diop - Année scolaire: 2009 - 2010
Retrouver l’épreuve et la correction sur : http://physiquechimie.ecoles.officelive.com
Correction du devoir
Exercice 1: (8 points)
1) Nomenclature
CH3
CH2C C
CH3
CH2
CH3
CH3
Cl
Br
CH3
CH
C
CH2
CH CH2
CHCH
Cl
Cl
CH
CH3
CH3
CH3
F
CH3
CH2
CH
CH
CH
CH
C
CH3
CH2
CH3
CH3
CH3
CH3
Br
Cl
a)
b)
c)
3-bromo-4-chloro-3,4-dimethylhexane
1,1-dichloro-4-ethyl-3-fluoro-2-isopropyl-6-methylcyclohexane
2-bromo-2-chloro-6-ethyl-3,4,5-trimethyloctane
2)
a) Formule brute de l alcane: M29d1,034 23 30 g·mol-1 M14n230 n2 C2H6
b) Sa formule est: CH3-CH3 : éthane
3)
a) C2H6 + xCl C2H(6-x)Clx + xHCl
M(C2H(6-x)Clx) 34,5x30 34,5x30
100 35,5x 55,04 x1 le produit a pour formule: C2H5Cl
CH3-CH2-Cl : 1-chloroéthane
b) C2H6 + Cl C2H5Cl + HCl
Exercice 2: (6 points)
1) Travail du poids
WAB( ) Pmgh1mgrsin10,2 10 0,5 sin45 0,71J
WBC( ) Pmgh2mg( ) HG rsin10,2 10 (1,4 0,5 sin45) 2,09J
WCD( ) P0 car PCD
2)
a) Valeur de f et R
principe d inertie: f R P 0
(Ox): f Psin20 fmgsin20,2 10 sin30 1N
(Oy): R Pcos20 Rmgcos20,2 10 cos30 1,73N
1 pt
1 pt
1 pt
1 pt
1 pt
1 pt
1 pt
1 pt
0,5 pt
0,5 pt
0,5 pt
1 pt
1 pt

Première S2- M. Diop - Année scolaire: 2009 - 2010
Retrouver l’épreuve et la correction sur : http://physiquechimie.ecoles.officelive.com
b) Travail et puissance de f
WBC( ) f f L avec sin2 BH
L HG rsin1 L L HG rsin1
sin2
d où
WBC( ) f f HG rsin 1
sin2
1 1,4 0,2 sin45
sin30 2,09J
Puissance de f: ( ) f f .vfv 1 5 5W
c) Puissance du poids sur BC: ( ) P P.v
P v cos60 0,2 10 5 cos60 5W
3) Fm 10
100 P 10 10 mg 10 100 0,2 10 0,2N
Principe d inertie: f1R P F m0
(Ox): f1Fm0 f1Fm0,2N
Exercice 3: (6 points)
1) Soit E le point où VE0
1
2 mVE2 1 2 mV
B
2
WBE( ) P WBE( ) R
1
2 mVE2mg
ℓ sin ℓ
VB2
2gsin 6,12 2 9,8 sin30 3,8m
2) Force de frottement f
1
2 mVC2 1 2 mVB2WBC( )
P WBC( ) R WBC( ) f 1
2 mVB2mg
ℓ
1sinf
ℓ
1
f m VB
2
2 ℓ
1
gsinα0,25 6,12
2 3,2 9,8 sin30 0,23N
3) Expression de V
1
2 mV2 1 2 mVC2WCM( )
P WCM( ) R 1
2 mV2mgh mg
ℓ
1(sinsin )
V2g ℓ
1(sinsin ) 2 9,8 3,2 (sin30 sin20) 3,15 m·s-1
α1
α2
h1
f
R
P
R
f
P
Fm
y
x
R
f
P
P
R
0,5 pt
0,5 pt
0,5 pt
1 pt
2 pts
2 pts
2 pts