Sujet

Durée : 1H30 Vendredi 29 janvier 2016 Seconde
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Devoir Surveillé n°3 de Physique-Chimie
Toute réponse devra, dans la mesure du possible, être justifiée par un calcul ou un raisonnement
rédigé. Le soin apporté à la copie et aux schémas sera pris en compte dans la notation.
La calculatrice est interdite.
Exercice 1 – Course du 400 m (6 points) :
S’approprier, analyser, réaliser
Doc. 1 – Description d’un 400 m
La course du 400 m en athlétisme se
décompose en 4 phases pour un athlète de
niveau mondial :
 De la ligne de départ (entrée du premier
virage) jusqu’à la fin du virage (100 m),
la vitesse augmente.
 Lors de la première ligne droite et du
second virage (200 m), la vitesse
maximale est atteinte et reste constante.
 Au cours de la dernière ligne droite (100
m), la vitesse diminue.
Les virages seront considérés comme des
demi-cercles :
Doc. 2 – Record du monde :
Lors de la finale des championnats du monde
d’athlétisme en 1999 à Séville, l’américain
Michael Johnson a établi le record du monde
masculin en 43 secondes et 18 centièmes. Ce
record tient toujours en 2016.
Michael Johnson a parcouru le second virage
en un temps ∆t = 10 s à une vitesse v = 10
m.s
-1
.
1. Dans quel référentiel une course de 400 m est-elle analysée ? Le définir (0,5 point)
2. Quel est alors le système étudié ? (0,5 point)
3. Décrire le mouvement dans chacune des phases avec deux adjectifs à chaque fois (1 point).
4. Représenter l’allure du graphique de l’évolution de la vitesse d’un athlète en fonction de la
distance parcourue (2 points).
5. Déterminer le rayon R du second virage, assimilé à un demi-cercle (2 points).
Données : Circonférence d’un cercle de rayon R : C = 2 x π x R
Pour le calcul, π sera approximé à 3.
Exercice 2 – Attraction solaire (4 points) :
Restituer, réaliser, valider
Avec les seules données suivantes, comparer et commenter la valeur de la force d’attraction
gravitationnelle exercée par le Soleil sur la Terre F
S/T
et la valeur de la force d’attraction
gravitationnelle exercée par le Soleil sur la planète géante Jupiter F
S/J
.
Données : L’unité astronomique, notée ua, est la distance moyenne Terre-Soleil
d
Soleil-Jupiter
≈ 5 ua
m
Jupiter
≈ 325 x m
Terre

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Exercice 3 – Un médicament anti-vertige (5 points) :
S’approprier, analyser, réaliser
Doc. 1 – Quelques exemples de groupes caractéristiques :
OH
C
O
OH
C
O
O
NH
2
C
O
NH
Hydroxyle Carboxyle Carbonyle Ester Amine Amide
Doc. 2 – Leucine et acétylleucine :
Leucine
Modèle moléculaire de l’acétylleucine
1. a) Par quel type de formule la leucine est-elle représentée ? (0,25 point)
b) Quelle information supplémentaire un modèle moléculaire apporte-t-il par rapport à
l’écriture utilisée pour la leucine ? (0,5 point)
2. a) Donner la formule brute de la leucine et celle de l’acétylleucine (0,5 point).
b) Ces deux molécules sont-elles isomères ? Bien justifier (1 point).
c) Donner un isomère de la leucine en formule semi-développée (0,75 point).
3. a) Entourer et nommer les groupes caractéristiques présents de la leucine (1 point).
b) Ecrire la formule semi-développée de l’acétylleucine (0,5 point).
c) Quel groupe a été modifié lors de la transformation de la leucine en acétylleucine ? (0,5
point)
Exercice 4 – Contre l’état grippal (5 points) :
S’approprier, réaliser
Pour traiter la fatigue liée à l’état grippal, on préconise de prendre de la vitamine C. Elle est vendue
en pharmacie sous forme de sachets en poudre sur lesquels il est écrit, entre autres :
 Acide ascorbique (vitamine C) : m
1
= 500 mg.
 Contient également du saccharose.
Le contenue du sachet est mélangé dans un verre d’eau avec un volume V
1
= 200 mL.
1. a) Comment s’appelle l’opération effectuée lors du mélange ? Justifier (0,5 point).
b) Comment nomme-t-on la poudre avant le mélange ? (0,25 point)
c) Comment nomme-t-on le mélange obtenu ? (0,25 point)
2. Déterminer la concentration massique C
m1
en vitamine C obtenu (1 point).
3. La concentration massique en sucre obtenue vaut C
m2
= 10 g.L
-1
. Déterminer la masse m
2
de
saccharose que contient le sachet initialement (1,5 point).
4. Quelle masse de vitamine C m’
1
avale-t-on si on ne boit que V’
1
= 50 mL du médicament
préparé ? (1,5 point)