EXERCICES ENTRAINNEMENT PARTIE PHYSIQUE EXERCICE : LA GRUE Soit une grue soulevant un bloc de béton de masse m = 1 500 kg. Ce bloc est soulevé à l’aide d’un câble en acier, rigide et tendu. La vitesse verticale du bloc est constante lors du soulèvement. 1) Dans quel référentiel vous vous placez pour étudier le mouvement du bloc de béton ? On se place Terrestre. dans le référentiel 1 EXERCICES ENTRAINNEMENT 2) Calculer le poids P du bloc de béton. Donner les autres caractéristiques du vecteur poids (Point d’application, direction et sens) Par définition, P = m x g , AN : P = 1 500 x 9,8 = 14 700 N ou 1,47.104 N Les caractéristiques du poids sont donc les suivantes : Point d’application : le centre d’inertie du bloc de béton G Direction : suivant la verticale du lieu Sens : de haut en bas Valeur (norme) : 14 700 N 3) Quelle autre force s’applique au bloc de béton ? L’autre force s’appliquant au bloc de béton est la tension du câble, notée T. 4) Donner les caractéristiques de l’autre force s’appliquant sur le bloc de béton. Justifier clairement. D’après l’énoncé, le mouvement du bloc du béton est rectiligne uniforme car il monte à vitesse constante. On étudie le bloc de béton dans le référentiel Terrestre, et le mouvement dudit bloc est rectiligne uniforme, alors d’après le principe d’inertie, les forces qui s’appliquent au bloc de béton se compensent. On écrira alors P + T = 0 soit P = - T On en déduit donc les caractéristiques de T : Point d’application : l’attache du câble sur le bloc de béton Direction : suivant la verticale du lieu Sens : de bas en haut Valeur (norme) : 14 700 N 5) Représenter ces forces sur le schéma suivant avec une échelle adaptée. On schématisera le bloc de béton par un point. T G Bloc de béton P 2 EXERCICES ENTRAINNEMENT EXERCICE : LA VITAMINE C La vitamine C (acide ascorbique) est un médicament vendu sous forme de comprimé. Un comprimé contient m = 500 mg d’acide ascorbique. La formule brute de l’acide ascorbique est C6H8O6 : 1) Calculer la masse molaire M de l’acide ascorbique. M = 6xMC + 8xMH + 6xMO M = 176 g.mol-1 2) Combien de moles d’acide ascorbique y a-t-il dans un comprimé ? n = m/M AN : m = 0,500 g M = 176 g.mol-1 n = 2,84x10-3 mol On prépare 100 mL de solution de vitamine C en dissolvant un comprimé dans une fiole jaugée de 100 mL. 3) Calculer la concentration molaire c de la solution obtenue. c = n/V AN : m = 0,500 g c = m/(MxV) M = 176 g.mol-1 V = 0,100 L. c = 2,84x10-2 mol.L-1 La vitamine C est également présente dans les fruits. Un verre de jus d’orange (V=20mL) possède une concentration molaire en acide ascorbique de cjus = 2,90 x 10-3 mol.L-1. 4) Calculer la quantité d’acide ascorbique, njus, contenue dans ce verre. njus = cjus x V AN : V=20x10-3 L cjus = 2,90 x 10-3 mol.L-1. njus = 5,8x10-5 mol 5) Calculer la masse, mjus, d’acide ascorbique correspondante. mjus = njus xM mjus = cjus x VxM 3 EXERCICES ENTRAINNEMENT AN : V=20x10-3 L cjus = 2,90 x 10-3 mol.L-1. M = 176 g.mol-1 mjus = 1,02x10-2 g 6) Combien de verres faudrait-il boire pour remplacer l’utilisation d’un comprimé ? Nombre de verre = m/ mjus AN : m= 0,500 g mjus = 1,02x10-2 g Nombre de verre = 49 On prépare une boisson à l’orange en prélevant 10mL du jus d’orange précédent, en le plaçant dans une bouteille d’un demi litre et en complétant avec de l’eau. 7) Quelle est la concentration molaire c’ en acide ascorbique de la boisson obtenue. Lors d’une Soit : dilution il y a conservation de la quantité de matière du soluté. c’ xV’ = cjus xVjus c’ = cjusxVjus/V’ AN : cjus = 2,90 x 10-3 mol.L-1 V’ = 0,50 L Vjus =10x10-3 L c’ = 5,8x10-5 mol.L-1 EXERCICE : ÉLABORATION D’UNE SOLUTION On dissout une masse m = 3,10 g de cristaux de diiode hydratés dans 100 mL d’eau distillée. On obtient une solution de concentration molaire de 1,00 x 10-1 mol.L-1. Les cristaux sont hydratés car chaque molécule de diiode est entourée d’un certain nombre n de molécules d’eau H2O : le corps dissous a pour formule brute I2, n H20. Déterminer n. c = n/V = m/(MxV) donc M = m/(cxV) Donc AN : m = 3,10 g et M = 2xMI2 + nxMH2O n = (m/(cxV) -2xMI2)/MH2O c = 1,00 x 10-1 mol.L-1 V = 0,1 L n=3 4