Correction DS5 2016-2017

Correction du Devoir surveillé n°5
Exercice 1 Réponses à choix multiples (10 points)
Énoncé A B C
Pour décrire le plus simplement possible
le mouvement du centre de la Lune, il faut
utiliser :
un référentiel
terrestre.
un référentiel
géocentrique.
un référentiel
héliocentrique
.
peu importe le
référentiel, le
mouvement
sera toujours
le même.
Un système qui parcourt 200 km en 2h30
min possède :
une vitesse
moyenne
inférieure à
100 km/h
une vitesse
moyenne
supérieure à
100 km/h
une vitesse
instantanée
constante.
une vitesse
moyenne
égale à 100
km/h
Quand dit-on qu'un mouvement est
circulaire uniforme ?
lorsque la
trajectoire est
une ligne
droite.
lorsque la
trajectoire est
un cercle.
lorsque la
vitesse est
constante.
lorsque la
vitesse n'est
pas constante.
Le personnage suivant :
n'est soumis à
aucune force.
est soumis à
une seule
force.
est soumis à
plusieurs
forces qui se
compensent.
est soumis à
plusieurs
forces qui ne
se
compensent
pas.
Dans cette question, on néglige les
frottements dus à l'air. Le personnage
suivant :
n'est soumis à
aucune force.
est soumis à
une force qui
se compense.
est soumis à
plusieurs
forces qui se
compensent.
est soumis à
plusieurs
forces qui ne
se
compensent
pas.
Si deux forces se compensent :
elles ont la
même
direction.
elles ont le
même sens.
elles ont la
même norme
(valeur).
elles ont des
sens
contraires.
Si dans un référentiel terrestre, les forces
qui s'exercent sur un corps se
compensent :
ce corps peut
être au repos.
ce corps peut
être en
mouvement.
ce corps est
forcément au
repos.
ce corps est
forcément en
mouvement.
Une voiture roule en ligne droite à vitesse
constante dans le référentiel terrestre. Le
conducteur freine brutalement. Le
passager n'a pas de ceinture.
Avant le
freinage, le
poids du
passager et la
réaction du
siège sur le
passager se
compensent.
Avant le
freinage, le
poids du
passager et la
réaction du
siège sur le
passager ne se
compensent
pas.
Au moment
du freinage, le
passager
poursuit son
mouvement
rectiligne
uniforme et
percute le
pare-brise.
Au moment
du freinage, la
vitesse du
passager
augmente et il
percute le
pare-brise.
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1

La chronophotographie ci-dessous
correspond à :
Un
mouvement
rectiligne
uniforme.
Un
mouvement
circulaire.
Un
mouvement
pour lequel les
forces qui
s'exercent sur
le mobile se
compensent.
Un
mouvement
pour lequel les
forces qui
s'exercent sur
le mobile ne
se
compensent
pas.
Les systèmes suivants sont soumis à
plusieurs forces. Sélectionner dans la liste
les systèmes dont les forces ne se
compensent pas :
un hélicoptère
immobile dans
le ciel.
une fusée
dans sa phase
d'accélération.
un train à
vitesse
constante sur
une voie
rectiligne.
une pierre
lâchée d'en
haut d'un
pont.
*
Exercice 2 Florent Manaudou à un bras du record du monde en grand bassin (10 points)
S’APPROPRIER
1. Florent Manaudou et/ou Ciélo serait recordman du monde de 50 mètres nage libre si les performances
réalisées avec des combinaisons en polyuréthane avaient été annulées des tables de record.
2. L’affichage C, au 100
ème
de seconde, correspond aux durées homologuées par la FINA.
Cette précision ne permet pas de départager Cielo et Manaudou qui ont tous les deux réalisé une course
mesurée en 21,32 s.
ANALYSER
3. L’analyse du document 1 montre un gain de 0,4 seconde environ en combinaison en polyuréthane par
rapport au maillot en textile.
L’analyse du document 2 montre un gain de temps dans chaque section de course lorsqu’une combinaison
est portée.
/ 1
/ 1
/ 0,5
/ 0,5
/ 1

REALISER
4. La vitesse moyenne se calcule grâce à la formule :
Ici la distance parcourue entre les 15 et 25 m est 10m.
On relève dans le tableau du document 2 (pour Manaudou) une durée de parcours de 4,45s.
Par suite, v = 10 m / 4,45 s = 2,25 m/s soit 2,25 × 3,6 = 8,09 km/h
5. Manaudou a réalisé 17 cycles de bras en 21,32 s
La fréquence des cycles de bras de Florent Manaudou lors de cette course est donc :
17 / 21,32 = 0,80 cycle.s
–1
soit 0,80 ×60 = 48 cycles.min
–1
ANALYSER
6. On peut lire dans le document 2 que le nageur doit faire en sorte «que sa vitesse reste constante ». D’après
le principe d’inertie, les forces s’exerçant sur le nageur doivent se compenser :
→ intensité de poussée d’Archimède = intensité du poids
→ intensité de propulsion = intensité de frottement.
S’APPROPRIER – ANALYSER - COMMUNIQUER
7.
Compétence Élément de réponse ou Critères de réussite Évaluation –
Notation
Évaluation des compétences
A : Les critères choisis apparaissent dans leur totalité.
B : Les critères choisis apparaissent partiellement.
C : Les critères choisis apparaissent de manière insuffisante.
D : Les critères choisis ne sont pas présents.
Niveaux de maîtrise
A B C D
S’APPROPRIER
Rechercher et extraire
les informations utiles
Il faut extraire les deux informations suivantes :
• « il faut miser sur une meilleure endurance et un plus grand
relâchement dans l'effort » (doc 2)
• La tendance donnée par la figure 2 est que la durée de course
diminue lorsque la fréquence des cycles de bras diminue
ANALYSER
Formuler des hypothèses
• La diminution de la fréquence est conseillée
• L’augmentation de l’amplitude est conseillée
• Le lien avec l’augmentation de l’intensité de la force de
propulsion et la diminution de la force de frottements est effectué.
COMMUNIQUER
Rédiger un paragraphe
argumenté
La rédaction fait apparaître une maîtrise satisfaisante des
compétences langagières de base et du vocabulaire scientifique.
Notation globale de la production :
- Majorité de A 3 ou 4
- Majorité de B 2 ou 3
- Majorité de C 1 ou 2
- Majorité de D 0 ou 1
/ 4
Exemple de réponse à la tâche complexe :
Afin de battre le record du monde, Florent, tu dois grandement améliorer tes performances sur 25-50 m en
misant sur une meilleure endurance. Cet objectif est accessible en minimisant ton effort :
- D’une part en faisant moins de mouvement c’est-à-dire en diminuant la fréquence des cycles de bras. Il
suffit de s’intéresser aux performances passées (figure 2) pour se rendre compte que l’amélioration des
performances mondiales tend vers une diminution de la fréquence des cycles de bras. Pour réaliser moins
de cycles, tu devras augmenter la distance parcourue à chaque cycle (amplitude), il faut donc continuer à
accroître la puissance de tes bras pour qu’à chaque mouvement la force de propulsion soit la plus grande
possible.
- D’autre part en minimisant les frottements que tu dois compenser à chaque mouvement par une force de
propulsion équivalente. Premièrement, en abaissant le nombre de mouvements tu réduiras les
perturbations de l’eau qui te freinent, ensuite, en adoptant une position plus aérodynamique ces
perturbations seront également réduites.
Le record du monde est à ta portée !
BILAN DE COMPETENCES
A
B
C
D
Connaître
S’approprier
Analyser
Réaliser
Valider
Communiquer
/ 1,5
/ 1,5
/ 1
/ 4