2007-2008 Sadiki

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Collège Sadiki
Devoir de contrôle n° : 3
Sciences physiques
3ème Maths et Sc.Exp
Mercredi :25-4-2007
Profs :Obey-MmeBen Ahmed-
ElFekih-Cherchari
 On donnera l’expression littérale avant de passer à
l’application numérique.
 L’utilisation de la calculatrice non programmable est autorisée.
 Numéroter les questions.
Durée : 2 heures
Exercice : 1 ( 3 pts)
Un ester E de formule brute C4H8O2 est préparé au cours d’une réaction d’un acide carboxylique A et
d’un alcool B.
1- a- Qu’appelle t-on cette réaction ?
b- Donner ses caractères.
2- Donner la formule semi développée, le nom de chaque isomère de l’ester E.
3- Déterminer la formule semi développée et le nom de l’acide A et ceux de l’alcool B correspondant à
chaque isomère de l’ester E.
Exercice n : 2 ( 4 pts ) Décontamination des lentilles de contact.
Les lentilles de contact doivent être décontaminées et nettoyées après usage. Une solution d’eau
oxygénée (H2O2) peut être utilisée à cet effet dont la concentration molaire donnée par le fabriquant est
C=0,1 mol.L-1. Pour vérifier cette indication, on réalise le dosage d’un volume V0 = 10 mL de l’eau
oxygénée par une solution acidifiée de permanganate de potassium (K+ + MnO4-) de concentration
molaire C’=0,02 mol.L-1. Les espèces autres que les ions MnO4- sont incolores.
1- Faire le schéma annoté du montage utilisé pour le dosage.
2- Sachant que les couples rédox mis en jeu au cours de ce dosage sont MnO4-/Mn2+ et O2/H2O2,
écrire les équations des demi réactions et montrer que l’équation bilan de la réaction est
3- Comment repère t-on expérimentalement l’équivalence.
4- a- Ecrire la condition d’équivalence. Déduire la concentration molaire de l’eau oxygénée sachant
que le volume de permanganate de potassium versé à l’équivalence est V’ = 19,8 mL.
b- Comparer la valeur de la concentration de l’eau oxygénée affichée par le fabriquant à celle trouvée
expérimentalement. Conclure.
Exercice 1 (6,5 pts) : ( On prendra g = 10 m.s-2.)
Une poulie est constituée par deux cylindres (C1) et (C2) solidaires et coaxiaux de rayons respectifs
R1 = 20 cm et R2 = 10 cm, peut tourner, sans frottement, autour d’un axe horizontal () passant par
son centre, Son moment d’inertie par rapport à cet axe est J=9.10-3 Kg.m2. On enroule sur C2 un fil
inextensible de masse négligeable, à l’extrémité duquel est accroché un solide (S) de masse m=100g.
Le système est au repos, le centre d’inertie de S coïncide avec la position O, origine d’un repère espace
vertical (O,i). On libère le système sans vitesse initiale.
1- En appliquant la relation fondamentale de la dynamique, établir l’expression de l’accélération du
solide S. Calculer sa valeur. Déduire l’accélération angulaire de la poulie.
2- Calculer la vitesse linéaire du solide S lors de son passage par le point A d’abscisse xA = 4,5 m.
Déduire la vitesse angulaire de la poulie.
3- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique au système ={Poulie + fil + solide s},
retrouver le résultat précédent.
Chimie ( 7 points )
Physique ( 13 points )

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4- Au passage du solide par le point A, le fil se détache et on applique
à la poulie un couple de freinage de moment constant MC = -
0,257 N.m. En appliquant le théorème de l’énergie cinétique,
calculer le nombre de tours n effectué par la poulie depuis le
détachement du fil jusqu’à son arrêt.
Exercice 2 (6,5 pts) : ( On prendra g = 9,8 m.s-2.)
I- Au point P situé à une hauteur h =2,7 m au dessus du sol,
une balle de tennis, assimilée à un point matériel, est frappée avec
une raquette, elle part de ce point à instant pris comme origine des dates
(t=0) avec une vitesse V0 faisant
un angle =45° avec l’horizontale,
de valeur V0 = 10 m.s-1 (voir
figure 2). Le mouvement de la balle
sera étudié dans le repère (0,i,k), O
point du sol.
1/a- Etablir l’expression littérale des
lois horaires x(t) et z(t) du
mouvement de la balle.
b/ Déduire l’équation de la
trajectoire de la balle dans le repère
(O,i,k).
2/ Calculer les coordonnées du point
S le plus élevé atteint par la balle.
3/ Déterminer les caractéristiques du
vecteur vitesse de la balle lorsque
celle-ci touche le sol.
II- Dans cette partie, la balle est frappée par la raquette en P et à un instant pris comme origine des
dates (t=0) et elle est lancée avec
une vitesse initiale horizontale V1
de valeur 25 m.s-1 (figure 3). Le
filet a une hauteur h0 = 1m est
placé à une distance l = 12 m de
O.
1- Déduire l’équation de la
trajectoire de la balle dans le
repère (O,i,k) à partir de
l’équation établie dans la
question I-/1-b.
2- La balle franchira t-elle le
filet ?
3- Si oui, à quelle distance
derrière le filet retombera la
balle sur le sol.
0
V
i
k
O
P
z
x
O
i
x
(C1)
(C2)
S
Fig 1
V1
i
k
O
P
z
x
Fig 3
Fig 2
12 m
1 m