Sujet

Durée : 1H30
Vendredi 29 janvier 2016
Seconde
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
Doc. 2 – Record du monde :
La course du 400 m en athlétisme se
décompose en 4 phases pour un athlète de
niveau mondial :
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.
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.
Michael Johnson a parcouru le second virage
en un temps ∆t = 10 s à une vitesse v = 10
m.s-1.
Les virages seront considérés comme des
demi-cercles :
1.
2.
3.
4.
5.
Dans quel référentiel une course de 400 m est-elle analysée ? Le définir (0,5 point)
Quel est alors le système étudié ? (0,5 point)
Décrire le mouvement dans chacune des phases avec deux adjectifs à chaque fois (1 point).
Représenter l’allure du graphique de l’évolution de la vitesse d’un athlète en fonction de la
distance parcourue (2 points).
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 FS/T et la valeur de la force d’attraction
gravitationnelle exercée par le Soleil sur la planète géante Jupiter FS/J.
Données :
L’unité astronomique, notée ua, est la distance moyenne Terre-Soleil
dSoleil-Jupiter ≈ 5 ua
mJupiter ≈ 325 x mTerre
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Vendredi 29 janvier 2016
Seconde
Exercice 3 – Un médicament anti-vertige (5 points) :
S’approprier, analyser, réaliser
Doc. 1 – Quelques exemples de groupes caractéristiques :
O
O
OH
OH
Hydroxyle
NH2
C
C
Carboxyle
O
C
NH
O
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) : m1 = 500 mg.
Contient également du saccharose.
Le contenue du sachet est mélangé dans un verre d’eau avec un volume V1 = 200 mL.
1.
2.
3.
4.
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)
Déterminer la concentration massique Cm1 en vitamine C obtenu (1 point).
La concentration massique en sucre obtenue vaut Cm2 = 10 g.L-1. Déterminer la masse m2 de
saccharose que contient le sachet initialement (1,5 point).
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)
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