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Lycée Aline Sitoe Diatta 2018/2019 Cellule de Sciences Physiques 1èreS2 Devoir

Lycée Aline Sitoe Diatta 2018/2019 Cellule de Sciences Physiques 1èreS2 Devoir n°1 de Sciences Physiques (1 er semestre) : durée 3h Exercice1 : 4points Dans un appareil élémentaire, on réalise une combustion complète de 0,275 g d’une substance organique. On observe une augmentation de masse de 0,92 g pour les tubes absorbeurs à potasse, de 0,215 g pour les tubes absorbeurs à ponce sulfurique. 1) Montrer que cette substance est un hydrocarbure. (1pt) 2) Déterminer sa composition centésimale massique. (1pt) 3) Déterminer la formule brute de cette substance sachant que la densité de sa vapeur est voisine de 3,2. (1pt) 4) Calculer le volume de dioxygène utilisé lors de la combustion. (1pt) Exercice2 : 4points On introduit dans un eudiomètre 12 cm3 d’un mélange de propane (C3H8) et de butane (C4H10). On ajoute 100 cm3 de dioxygène et on provoque la combustion complète en faisant jaillir une étincelle. Après retour aux conditions initiales, l’eau s’étant condensée, il se forme 42 cm3 de dioxyde de carbone et 31 cm3 de dioxygène. 1) Ecrire les équation-bilans des réactions de combustion. (1pt) 2) Déterminer le volume de dioxygène consommé (ayant réagi). (0,5pt) 3) En désignant respectivement par V1 et V2 les volumes de propane (C3H8) et de butane (C4H10). Exprimer en fonction de V1 et V2, le volume de dioxygène consommé et le volume de dioxyde de carbone obtenu. (1,5pt) 4) Quelle est la composition en volume du mélange initial ? (1pt) Exercice3 : 4points Un skieur de masse m = 90 Kg descend une piste inclinée d’un angle α = 40° par rapport à l’horizontale à une vitesse constante v = 70 Km.h-1. Les forces de frottement de la piste sur les skis ainsi que celles de l’air ont une résultante ⃗ f parallèle à la pente. On donne : g = 10 N.Kg-1. 1) Faire l’inventaire des forces agissant sur le skieur. (0,75pt) 2) Calculer l’intensité de ⃗ f . (1pt) 3) Déterminer le travail de cette force ⃗ f lorsque le skieur parcourt une distance d = 100 m dans ces conditions ? (0,75pt) 4) Calculer la puissance mécanique de ⃗ f ? (0,75pt) 5) Déterminer le travail du poids du skieur pour ce même parcours ? (0,75pt) Exercice4 : 3points Le volant d’une voiture de rayon R = 1,5 m tourne à la vitesse angulaire ω = 2000 tours/min. La puissance du moteur qui l’entraine est 1,5 Kw. 1) Calculer le moment du couple moteur. (1pt) 2) Quel est le travail effectué par ce couple lorsque le volant a tourné de n = 2π tours ? (1pt) 3) On coupe le moteur ; pour arrêter le volant, on exerce tangentiellement à la circonférence une force ⃗ f de valeur f = 25 N. Le volant s’arrête après avoir tourné de n’= 60 tours. Calculer le travail de ⃗ f . (1pt) Exercice5 : 5points Un treuil de rayon r = 10 cm est actionné à l’aide d’une manivelle de longueur L = 50 cm. On exerce une force ⃗ F perpendiculaire à la manivelle afin de faire monter une charge de masse m = 50 Kg sur un plan incliné d’un angle α = 30°. Le poids du treuil, de la manivelle et de la corde sont négligeable devant les autres forces qui leur sont appliquées (voir figure ci-dessous). Les frottements au niveau de la corde dont négligés. 1) Calculer la valeur de la force ⃗ F pour qu’au cours de la montée, le centre de la charge soit en mouvement rectiligne uniforme. (1pt) 2) Quel est le travail effectué par la force ⃗ F quand la manivelle effectue n = 20 tours ? (1pt) 3) Quel est, pendant ce temps, la distance d parcourue par la masse m ? (1pt) 4) La manivelle est remplacée par un moteur qui exerce sur le treuil un couple de moment constant. 4.1) Le treuil tourne de n = 10 tours. Le couple moteur fournit un travail égal à celui effectué par la force ⃗ F lors de la rotation précédente. Calculer le moment du couple moteur. (1pt) 4.2) La vitesse angulaire du treuil est constant et égal à ω = 1 tr.s-1. Quelle est la puissance du couple moteur ? (1pt) uploads/s3/ devoir-1ere-s2 1 .pdf