Les calculatrices sont autorisées

Devoir de Physique – Chimie
2nde 1
date : samedi 26 novembre 2005
durée : 2 heures
Les calculatrices sont autorisées
STAR WARS
EPISODE III
LA REVANCHE DES Seconde 1
"C'est la guerre ! La République croule sous les attaques de l'impitoyable Sith, le Comte MORIN. Il y a des héros dans les deux camps. Le Mal est
partout.
Avec une audace stupéfiante, le Général Grievous, diabolique chef droïde, est entré dans la capitale pour enlever le Chancelier Palpatine, chef
suprême du Sénat Galactique.
Alors que l'Armée Séparatiste Droïde tente de quitter la capitale assiégée avec son précieux otage, deux Chevaliers Jedi, élèves de seconde 1,
mènent une mission désespérée pour secourir le chancelier captif...."
I.
A la recherche de la planète Tatooine.
Yoda, notre maître à tous, nous donne des informations importantes pour savoir à
quelle distance se trouve la planète Tatooine de la planète Naboo.
On considérera que la distance entre les deux planètes est équivalente à celle qui
sépare les deux étoiles autour desquelles, elles tournent.
Naboo tourne autour de l’étoile 1.
Tatooine tourne autour de l’étoile 2.
Vous savez, valeureux chevaliers Jedi de seconde 1, que la parallaxe annuelle p d’une
étoile, est l’angle sous lequel on voit le segment Naboo-Etoile 1 (d).
Elle s’exprime en secondes d’arc (‘’).
La parallaxe est mesurée en visant l’étoile 2 depuis deux positions de Tatooine
diamétralement opposées.
Rappel :1° = 60 minutes d’arc = 3600 secondes d’arc.
1. Calculer en km, la distance D entre l’étoile 1 et l’étoile 2, sachant que la distance d entre Naboo et son étoile est
égale à d = 1,00  1011 m et que la parallaxe p est égale à 0,5 seconde d’arc.
2. Combien de temps en année (1 an = 365,25 jours), mettrait la lumière de l’étoile 1,
pour parvenir à l’étoile 2.
cvide = 3  108 m.s-1.
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Planète Naboo
II.
Exploration chimique de la planète Tatooine par les chevaliers Jedi de seconde 1.
Arrivés sur Tatooine, vous décidez d’explorer la planète afin de connaître un peu mieux sa composition.
1. Tatooine possède une atmosphère contenant les éléments chimiques suivants : O, H, N, Ar, Rn, et Mg.
Donner le nom de ces différents éléments chimiques.
2. Le sol de Tatooine est constitué essentiellement de
silice, de formule SiO2.
Les représentations symboliques de Si et O sont :
16
28
14 Si et 8 O .
Déterminer la masse approchée d’une molécule de
SiO2, sachant que la masse d’un proton et d’un neutron
est à peu près égale à m = 1,675  10-27 kg.
3. Quelle est le nombre de molécules de silice contenue
dans 20,0 g d’échantillon de sol.
4. On a trouvé également des traces de cuivre Cu dans le
sol ce qui pose un problème car l’atmosphère de
Tatooine contient un peu d’acide nitrique.
Décrire à l’aide d’un schéma légendé la réaction qui a lieu entre l’acide nitrique et le cuivre en indiquant
la nature des produits formés.
III.
Détermination du rayon de la planète Tatooine.
Vous décidez maintenant de repartir pour rechercher Anakin.
Afin de pouvoir redécoller de Tatooine, vous devez connaître la taille de
la planète pour évaluer la puissance à utiliser pour vous extraire de son
attraction.
Vous allez déterminer le rayon de Tatooine, en réalisant l’expérience
suivante :
Vous constatez qu’à Mos Eisley, la plus grande ville de Tatoine, à midi, le jour du solstice d’été, l’étoile 2
ne donnait aucune ombre et éclairait le fond des puits.
Le même jour, à Mos Espa, l’astroport de Tatooine, ville située plus au nord, la tour de contrôle de
l’astroport de taille connue, donnait une ombre dont vous mesurez la longueur.
A partir de ces mesures, vous déduisez que les rayons lumineux de l’étoile 2 faisaient un angle  de 5°
avec la verticale de Mos Espa.
Vous savez également que la distance de Mos Eisley à Mos Espa est de 500 km.
1. Faire un schéma de la circonférence de la planète Tatooine, montrant les positions de Mos Eisley et
de Mos Espa (situé sur un même méridien). Tracer les directions des verticales de ces deux lieux.
En quel point se coupent-elles ?
2. Sur un deuxième schéma plus grand que le précédent, représenter un puit à Mos Eisley et la tour de
contrôle de l’astroport de Mos Espa. Tracer un rayon de l’étoile 2 éclairant le fond du puit à Mos
Eisley, et un autre parallèle passant par le sommet de la tour de contrôle de Mos Espa. Représenter
son ombre.
 Marquer l’angle  sur le schéma. Où retrouve-t-on l’angle ?
 Déterminer la circonférence de la planète Tatooine, puis son rayon.
Il est temps maintenant temps de quitter cette planète car un grand danger pèse sur vous.
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IV.
Le lac de feu.
Vous êtes maintenant face au futur Dark Vador dans un environnement hostile.
Près de vous, un lac sur lequel est répandu une monocouche moléculaire d’huile.
Il est possible que cette huile soit inflammable.
Trois possibilités s’offrent à vous :
-
-
-
huile n°1 :
o constitution : molécule 1 de taille l = 0,6 nm
o Caractéristique : ne prend pas feu
Huile n°2 :
o constitution : molécule 2 de taille l = 1,2 nm
o Caractéristique : ne prend pas feu
Huile n°3 :
o constitution : molécule 3 de taille l = 3,2 nm
o Caractéristique : très inflammable
A la moindre étincelle, le lac peu prendre feu, s’il s’agit de l’huile n°3 !
Pour identifier l’huile, vous réalisez l’expérience suivante :
Vous prélever un volume V = 2 mL d’huile à la surface du lac que vous diluez en transvasant de volume dans une
fiole jaugée de 2 000 mL que vous complétez avec un solvant approprié.
Vous déposez 0,1 mL de la solution diluée à la surface de l’eau contenue dans un cristallisoir, sur laquelle vous avez
préalablement déposé une fine couche de talc. Le talc s’écarte et laisse apparaître une surface à peu près circulaire de
rayon 10,0 cm.
A partir de ces données, déterminer l’épaisseur de la monocouche moléculaire. En déduire de quelle huile il s’agit et
si vous risquez votre vie.
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FIN
Philippe Morin © 2005