Collège Sadiki Mercredi :25-4-2007 Devoir de contrôle n° : 3 Sciences physiques On donnera l’expression littérale avant de passer à l’application numérique. L’utilisation de la calculatrice non programmable est autorisée. Numéroter les questions. 3ème Maths et Sc.Exp Profs :Obey-MmeBen AhmedElFekih-Cherchari Durée : 2 heures Chimie ( 7 points ) 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. Physique ( 13 points ) 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. 1 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. (C1) (C2) Fig 1 Exercice 2 (6,5 pts) : ( On prendra g = 9,8 I- Au point P situé à une hauteur h =2,7 m au dessus du sol, O S une balle de tennis, assimilée à un point matériel, est frappée avec i une raquette, elle part de ce point à instant pris comme origine des dates (t=0) avec une vitesse V0 faisant z un angle =45° avec l’horizontale, -1 de valeur V0 = 10 m.s (voir V0 figure 2). Le mouvement de la balle x sera étudié dans le repère (0,i,k), O P point du sol. 1/a- Etablir l’expression littérale des lois horaires x(t) et z(t) du mouvement de la balle. x i k b/ Déduire l’équation de la O trajectoire de la balle dans le repère (O,i,k). 2/ Calculer les coordonnées du point S le plus élevé atteint par la balle. Fig 2 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 z une vitesse initiale horizontale V1 -1 de valeur 25 m.s (figure 3). Le filet a une hauteur h0 = 1m est V1 P placé à une distance l = 12 m de O. 1m 1- Déduire l’équation de la trajectoire de la balle dans le repère (O,i,k) à partir de x i k l’équation établie dans la O question I-/1-b. 12 m 2- La balle franchira t-elle le filet ? Fig 3 3- Si oui, à quelle distance derrière le filet retombera la balle sur le sol. m.s-2.) 2