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Physique chimie C C C C C C C C C C CBACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION PHYSIQUE-CHIMIE Série S DURÉE DE L ? ÉPREUVE h ?? COEFFICIENT L ? usage des calculatrices est AUTORISÉ Les données sont en italique Le sujet comporte deux exercices de CHIMIE et deux exerci

C C C C C C C C C C CBACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION PHYSIQUE-CHIMIE Série S DURÉE DE L ? ÉPREUVE h ?? COEFFICIENT L ? usage des calculatrices est AUTORISÉ Les données sont en italique Le sujet comporte deux exercices de CHIMIE et deux exercices de PHYSIQUE présentés sur pages numérotées de à y compris celle-ci Le candidat doit traiter les quatre exercices qui sont indépendants les uns des autres I Le grand accélérateur national d'ions lourds G A N I L II Histoire de pendules III Synthèse d'un savon IV Les eaux minérales PYSSME Page CI LE GRAND ACCÉLÉRATEUR NATIONAL D'IONS LOURDS G A N I L points Le Grand Accélérateur National d'Ions Lourds GANIL permet d'accélérer des ions lourds fortement chargés Le GANIL comporte ? un cyclotron injecteur C relié à une source d'ions ? deux cyclotrons identiques CSS et CSS qui accélèrent les ions fournis par le cyclotron injecteur C ? un éplucheur d'ions situé entre les cyclotrons CSS et CSS dont le rôle sera étudié dans la partie de cet exercice On considère qu'il ne modi ?e pas l'énergie cinétique des ions le traversant Source d'ions C CSS Éplucheur d'ions CSS SortieÉtude du cyclotron injecteur C Dans cette partie on considère un ion de charge q positive et de masse m arrivant dans le cyclotron C au point A centre du dispositif avec une vitesse considérée comme nulle voir schéma de la feuille annexe page Le poids de l'ion est négligeable devant les autres forces Le cyclotron C est constitué de deux demi-cylindres D et D en forme de D séparés par un espace étroit ?? À l'intérieur de chaque D règne un ch ??amp magnétique B uniforme et constant de direction parallèle à l'axe Oz de vecteur unitaire ??k et de valeur constante B Dans l'intervalle situé entre les deux D règne un champ électrique E as ??socié ??à la tension u voir schéma de la feuille annexe page Sous l'action de ces deux champs E et B le mouvement de l'ion dans le cyclotron a une trajectoire dont une partie de A à A a été représentée sur le schéma de la feuille annexe Action du champ magnétique a Représenter en justi ?ant sur le schéma de la feuille annexe LA COPIE au point ??A de la trajectoire de l'ion dans le cyclotron lpeavgeec te ur ÀvitResEseNDv ?? RdEe AVEC l'i ??on et la force magnétique fm qui s'exerce sur l'ion En déduire le sens du champ magnétique B le représenter sur le schéma ?? b Montrer vecteur vitesse qv ?? u e l'action du champ B ne permet pas d'accro? tre l'énergie cinétique de l'ion de c On précise que dans un D le mouvement de l'ion est circulaire uniforme et on rappelle que dans un D le rayon de la trajectoire est R m v q B Montrer que la durée de passage notée tP dans un demi-cylindre ne dépend pas de la valeur v de la vitesse de l'ion Etude