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Lycée El Khattabi Nador Devoir 1 ,2m tranche, physique-chimie 2ém Bac SM 26-02-

Lycée El Khattabi Nador Devoir 1 ,2m tranche, physique-chimie 2ém Bac SM 26-02-2019 Si, au cours de l‘épreuve, un élève repère ce qui lui semble être une erreur d'énoncé, il le signale dans sa copie et poursuit sa composition en indiquant les raisons des initiatives qu'il est amené à prendre pour cela . Mécanique 1 (5,25 point) Les équations horaires d’un mobile ponctuel dans un référentiel Galiléen muni d’un repère ) , , ( j i O   : ) 2 sin( 2 ) ( t t t y     ) 2 cos( 1 ) ( , t t x    Les distances en (m) et le temps en (s) 1) Trouver l’expression numérique de ) v(t la norme de vecteur vitesse à l’instant t. (1) 2) Trouver l’expression numérique de ) (t a la norme de vecteur accélération à l’instant t. (1) 3) Trouver l’expression numérique de ) (t a T et ) (t aN les composantes tangentielle et normal de vecteur accélération à l’instant t. (1) 4) Déduire le rayon de courbure à l’instant t =0,25 π s. (0,75) 5) Rappelons dt dS t  ) v( avec ) (t S L’abscisse curviligne à l’instant t , Trouver l’expression numérique de ) (t S , donné S (t=0) =0. (1) 6) Calculer la longueur parcourue entre deux instants t=0s et t=0,25 π s (0,5) Mécanique 2 (5,25 point) Un mobile ponctuel de masse m=200g, se déplace sur un rail ) (ABCD : ) ( AB une piste faisant un angle 0 40   avec l’horizontale, le contact avec la piste ) ( AB a lieu avec frottement à coefficient constante K1=0,5. ) (BC Horizontale, le contact avec ) (BC a lieu avec frottement à coefficient constante K2=0 ,25. ) (CD Une piste circulaire d’angle 0 12   , et rayon m r 2  ,a lieu sans frottement. À l’instant t=0 le mobile quitte le point A sans vitesse La piste ) ( AB 1) On appliquant deuxiéme loi de Newton trouver l'expression de a1 l'accélération de mobile sur la piste ), (AB en fonction de coefficient de frottement K1 , l’intensité de pesanteur g et l’angle α ; calculer sa valeur , donnée g=9,8ms-2. (0,75) 2) la distance de parcourue AB=3,14m , Déterminer t1 la durée de mouvement dans la piste (AB). Déduire vB la vitesse de mobile à la position B, (0,5) La piste ) (BC 1) On appliquant deuxiéme loi de Newton trouver l'expression de a2 l'accélération de mobile sur la piste ), (BC en fonction de coefficient de frottement K2 et g (0,75) 2) vC = 2,5m/s la vitesse à la position C, déterminer t2 la durée de mouvement dans (BC). (0,5) D O α β Dx C B A Dy β Lycée El Khattabi Nador Devoir 1 ,2m tranche, physique-chimie 2ém Bac SM 26-02-2019 3) On déduire la distance de parcourue BC. (0,5) La piste ) (CD 1) On appliquant la théorème d’énergeie cinétique trouver l'expression de vD la vitesse de mobie à la position D, en fonction de : , vC  , r et g .Calculer sa valeur (0,75) 2) On appliquant deuxiéme loi de Newton trouver l'expression de R l’intensité de l’action la piste sur le mobile , en fonction de : , v D m r , , et g, application numérique calculer sa valeur . (1,5) Dipôle RLC forcé 1 (5 point) Trois dipôles de nature inconnue, numérotés 1, 2 et 3. Chaque dipôle peut être soit une résistance R, soit une bobine de résistance r et d’inductance L, soit un condensateur de capacité C. pour déterminer la nature et les grandeurs caractéristiques de chaque dipôle On réalise deux séries de mesures : - Il applique à chaque dipôle une tension continue E = 10 V et il mesure l’intensité correspondante. - Il applique à chaque dipôle une tension sinusoïdale de valeur efficace U = 10 V et de fréquence f = 100 Hz et il mesure l’intensité efficace correspondante. Il obtient les résultats suivants 1- Calculer les valeurs R , r, L et C . (1,5) 2- On associe les trois dipôles en série et on leur applique une tension sinusoïdale u(t)= 12 cos(300t) calculer l’impédance du dipôle RLC ainsi réalisé. Calculer le déphasage φu/i entre la tension u(t) aux bornes du dipôle et l’intensité i. (1) 3- Trouver l’expression numérique : -de ) ( uL t La tension aux bornes de la bobine (1) -de ) ( uC t La tension aux bornes du condensateur (0,75) 4- pour avoir une valeur de l’intensité efficace maximale on fait associer un autre condensateur de capacité C’ avec le condensateur C , déterminer le type d’association et calculer la valeur de C’ (0,75) RLC forcé 2 (6,5 point) On considère un circuit électrique série constitué par un G.B.F délivrant une tension sinusoïdale ) 2 cos( 2 ) ( t T U t u    , un condensateur de capacité C, un résistor de résistance R et une bobine d’inductance L et résistance interne r. 1) Déterminer l’expression de la puissance moyenne en fonction de U, R ,r ,L,C et f. (0,5) 2) Montrer qu’elle peut se mettre sous la forme canonique 1 1 2 2 0          x x Q moy P P Régime Continu Alternatif Dipôle 1 0 A 0,2 A Dipôle 2 0,25 A 0,25 A Dipôle 3 0,5 A 0,1 A Lycée El Khattabi Nador Devoir Avec 0 T T x  la période réduite ; On déterminera les expressions de 3) Montrer que moy P passe par un maximum pour une (0,5) 4) Montrer que moy P passe par une valeur n moy 0 P P  pour deux valeurs x1 et x2 de x que l’on déterminera en fonction de n et Q , avec n réel ( n>1 ) et (x2>x1) . (1,5) 5) l’allure ci-contre donne les variations de moy P en fonction de la période T. En utilisant l’allure de moy P , (a) déterminer les valeurs de 0 P , T 0 e t Q . (1) (b) déduire les valeurs R,C et U 6) calculer l’énergie électromagnétique dans le circuit pour T=T Dipôle RLC libre (7,5 On considère le montage condensateur de capacit K2 étant ouvert, on ferm 1. À un instant t = 0 origi (a) Établir l’équation d l’évolution de uR (t). Montrer qu’ont peut l’écrire sous la forme de : ) ( 2 ) ( 2 2   dt t du dt t u d R R  de fonction en determiner contantes deux et avec 0   (b) Définir l‘énergie totale du circuit, que c’est une fonction décroissante par le phénomène de dissipation par effet Joule. 2. Montrer que la solutio R e t F t u         ) sin( ) ( Lycée El Khattabi Nador Devoir 1 ,2m tranche, physique-chimie 2ém Bac SM 26-02-2019 la période réduite ; 0 P un réel ; et Q le facteur de qualité du système. On déterminera les expressions de 0 P , T0 et Q. (1,5) passe par un maximum pour une valeur de x que l’on passe de x que l’on déterminera en fonction de n et Q , avec n réel ( n>1 ) et donne les en fonction de e et U ,données que r=20Ω et L =0,1H (0,75) ) calculer l’énergie électromagnétique dans le circuit pour T=T0 (0,75) 7,5 point) suivant : force électromotrice E =10V , té C et résistance R=20Ω me K1 pour charger le condensateur. origine des dates, on ouvre K1 et on ferme K différentielle régissant Montrer qu’ont peut l’écrire sous la forme 0 ) ( 2 0    t uR  C R L r et , , à contantes .(0,75) Définir l‘énergie totale du circuit, montrer que c’est une fonction décroissante par le phénomène de dissipation par effet Joule.(0,75) ion de cette équation différentielle est de la for t   avec la condition 2 2 0      moy P en (W) 1 2 0,5 0 0,75   C K1 E chimie un réel ; et Q le facteur de qualité du système. valeur de x que l’on déterminera. bobine ( L,r) . un K2 . orme : Ten (ms) 3 ( L , r ) uC K2 R uR Lycée El Khattabi Nador Devoir Interpréter la forme de la solution qualifie les oscillations: en Montrer que C admet une valeur maximale de Cm en fonction de r ,R et 3. à l’aide de loi d’addition des tentions à t=0 montrer que Compte tenu des condition fonction de r ,R et , 0   4. ) (t m  l’énergie emmagasinée dans la bobine à l’instant t de variation d’énergie magnétique dans un fonction de T et  .(0,5) 5. Le document ci-dessus d utilisant la courbe de (t m  (a) uploads/s3/ devoir-1-tr2-2019-1.pdf