Devoir 1 - 1S2 - CPMM - Salane

M. SALANE
C.P.MANDELA
Première S – Année scolaire : 2013/2014
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Devoir de Sciences Physiques n° 1
Exercice 1 (06,5 points)
Une voiture de masse m, gravit une côte à 8% à une vitesse
constante. En 30 s le centre d’inertie de la voiture parcourt
une distance x = AB. La force motrice a pour intensité F. On
assimile la voiture à un point matériel. De plus, les forces de
frottement sont réduites à une seule force de même direction
que le vecteur vitesse de la voiture et d’intensité 𝑓.
1) Reproduire la figure ci-contre, puis, représenter
l’ensemble des forces appliquées à la voiture. (0,5 point)
2) Exprimer en fonction de x, les travaux de la force motrice et du poids de la voiture lors du
déplacement AB. (1,5 point)
3) Calculer les travaux précédents en précisant dans chaque cas si le travail est moteur
ou résistant. (1 point)
4) Déterminer le travail de la résultante des forces de frottement. En déduire 𝑓. (1,5 point)
5) Calculer la puissance instantanée développée par chacune des forces appliquées
à la voiture. (2 points)
Données : F = 3140 N ; AB = x = 300 m ; m = 1 tonne ; g = 10 N.kg-1.
Exercice 2 (05,5 points)
Un disque de masse m = 100 g, de rayon r = 20 cm tourne autour de l’axe perpendiculaire au
disque en son centre O.
1) Il est animé d’un mouvement de rotation uniforme, entretenu grâce à un moteur qui fournit une
puissance de 36.10-3 W. Un point A, situé à la périphérie du disque est animé d’une vitesse de
2,4 m/s.
a) Calculer la vitesse angulaire du disque. (0,5 point)
b) Calculer le moment du couple moteur. (1 point)
c) Calculer le travail effectué par le couple moteur quand le disque tourne de 10 tours. (1 point)
2) On coupe l’alimentation du moteur : le disque s’arrête au bout de 8 s après avoir tourné de
7,6 tours. Le frottement peut être représenté par une force constante, d’intensité 1,5.10-2 N,
tangente au disque.
a) Calculer le travail de cette force pendant cette phase du mouvement. (1 point)
b) Calculer la puissance moyenne de la force de frottement durant cette phase. (1 point)
c) Calculer la puissance (instantanée) de la force de frottement au commencement
de cette phase. (1 point)
Exercice 3 (04 points)
On réalise la combustion complète, dans un flacon contenant de l’air en excès, de 0,5 g de
méthanol de formule CH4O.
1) Ecrire l’équation-bilan de la réaction. (0,5 point)
2) Calculer la masse d’eau et le volume de dioxyde de carbone formé (volume mesuré dans
les CNTP). (2 points)
3) Calculer le volume minimal d’air que devrait contenir le flacon. (1,5 point)
Exercice 4 (04 points)
Le jus de pomme contient de l'acide malique. Ce composé est constitué des seuls éléments
suivants : carbone, hydrogène et oxygène. La combustion complète d'une masse m =1,34 g
d'acide malique donne une masse m1 = 1,76 g de dioxyde de carbone et une masse
m2 = 0,54 g d'eau.
1) Déterminer les pourcentages en masse de carbone, d'hydrogène et d'oxygène que
contient l'acide malique. (2,5 points)
2) En déduire la formule brute CxHyO5 de l'acide malique. (1,5 point)
Masses molaires atomiques en g/mol : M(C) = 12 ; M(H) = 1 ; M(O) = 16.
Volume molaire dans les C.N.T.P : V0 = 22,4 L/mol.
A
B