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Lycée Bilingue de Bobongo Petit Paris-Evaluation n°2-Epreuve de physique-TleC-A

Lycée Bilingue de Bobongo Petit Paris-Evaluation n°2-Epreuve de physique-TleC-A/S : 2020/2021 Page 1/3 ܤ ሬԦ O A O’ (P) Partie A : EVALUATIONS DE RESSOURCES / 24points Exercice 1 : Evaluation des savoirs / 8points 1.1. Définir : référentiel galiléen. 1pt 1.2. Enoncer le théorème du centre d’inertie. 1pt 1.3. Pour déterminer le champ de gravitation résultant de l’action de la terre et de la lune en un point P, on se sert de la figure 1 ci-contre. Le champ résultant au point P est donné par : 1pt a) ݃ Ԧሺܲ) ൌቀ ீெಽ ሺௗି௫)మെ ீெ೅ ௗమቁݑ ሬԦ c) ݃ Ԧሺܲ) ൌቀെ ீெಽ ሺௗି௫)మ൅ ீெ೅ ௫మቁݑ ሬԦ b) ݃ Ԧሺܲ) ൌቀ ீெಽ ሺௗି௫)మെ ீெ೅ ௫మቁݑ ሬԦ d) ݃ Ԧሺܲ) ൌቀ ீெಽ ௫మെ ீெ೅ ሺௗି௫)మቁݑ ሬԦ 1.4. QCM : choisir la (ou les) réponse(s) juste(s) 1pt La force électrostatique exercée par la charge qA placé en A sur la charge qB placée en B est attractive si a) qA < qB ; b) qA.qB <0 ; c) qA .qB >0 ; d) qA > qB. 1.5. Soit une particule chargée qui pénètre dans un champ magnétique uniforme ܤ ሬሬሬԦavec une vitesse ܸ ሬԦ . A la traversée de la zone où règne le champ magnétique ܤ ሬሬሬԦ, la particule subit une déviation comme le montre la figure ci-contre. 1.5.1. Comment appelle-t-on la force ܨ Ԧ ? 1pt 1.5.2. Reproduire le schéma et préciser le sens du champ magnétique. 1pt 1.6. On considère le schéma de la figure ci-contre constitué : - d’un aimant en U produisant un champ magnétique; - d’un générateur, d’un barreau DC situé dans l’entrefer de l’aimant en U. 1.6.1. Enoncer la loi de Laplace 1pt 1.6.2. Indiquer sur le schéma du circuit représenté en vue de dessus en justifiant leur orientation le sens de l’intensité du courant et les vecteurs B ሬ ሬԦ, F ሬሬԦ . On représentera le champ magnétique, mais pas l’aimant. 1pt Exercice 2 : Application des savoirs / 8 points 1. Construction d’une grandeur physique à partir des équations aux dimensions / 1,5pt L’étude de l’évolution de l’explosion d’une bombe révèle que l’énergie E libérée dépend du temps t, du rayon R de l’explosion et de la masse volumique ρ de l’air ambiant. 1.1. Etablir l’expression de l’énergie E libérée par cette explosion en fonction de t, R et ρ. 1pt 1.2. Montrer que sa valeur est d’environ E = 9,77.1013J. 0,5pt On donne : R = 100m, ρ = 3 2,5kg.m-3, t = 0,016s 2. Interaction magnétique / 2pt Ce courant est amené par deux fils souples et de masse négligeable. La tige est complètement plongée dans un champ magnétique ܤ ሬԦ, horizontal et contenu dans le plan de la figure tel que B = 5.10-2T. En absence de courant I dans la tige, la tige OA et le fléau sont en équilibre horizontaux. Lorsque la tige est traversée par I, il faut placer une masse m0 = 4g sur le plateau P pour rétablir l’équilibre horizontal. 2.1.Déduire de ces expériences les caractéristiques de la force de Laplace. 1,5pt 2.2. Préciser le sens du courant I et calculer sa valeur. 0,5pt LYCEE BILINGUE DE BOBONGO PETIT PARIS EVALUATION N °2 CLASSE EPREUVE DUREE COEF A/S Tle C PHYSIQUE 04H 4 2020-2021 Une tige OA est liée au bras d’une balance dont les deux bras sont isolants et égaux. La tige est maintenue horizontale dans un plan perpendiculaire au plan de la figure et elle est parcourue par un courant d’intensité I. Lycée Bilingue de Bobongo Petit Paris-Evaluation n°2-Epreuve de physique-TleC-A/S : 2020/2021 Page 2/3 On donne OA = L = 40 cm ; masse de la tige m =3g ; g = 10N.kg-1 3. Les lois de Newton / 2,5pt Le système est abandonné à lui-même sans vitesse initiale à t = 0s, à partir d’une position prise comme origine des espaces. 3.1.Représenter les forces extérieures exercées sur le système. 0,5pt 3.2.Exprimer l’accélération a de (S) en fonction de R etߠሷ. 1pt 3.3. Montrer que l’expression de l’accélération angulaire de la poulie est ߠሷ = ௠௚ோ௦௜௡ఈ ௃ ା ௠ோమ puis calculer sa valeur. On donne g = 10N.kg-1. 1pt 4. Interaction électrique /2pt Deux plaques métalliques P1 et P2, parallèles, sont disposées horizontalement. Un ressort de raideur k = 0,1 N.cm-1 est attaché par l’intermédiaire d’un isolant à la plaque supérieure P1. Son extrémité libre est fixée à une sphère, de masse m et de charge négative (q = - 5x10-7 C). Un générateur de tension, branché entre les plaques crée un champ uniforme. On réalise deux expériences (l’intensité du champ électrique reste constante). Expérience 1 : La plaque P1 est reliée au pôle (–) du générateur : le ressort s’allonge alors de Δl1 = 2,1 cm Expérience 2 : La plaque P1 est reliée au pôle (+) du générateur : le ressort se comprime de Δl2 = 0,9 cm. 4.1.Faire le bilan des forces exercées sur la sphère au cours des deux expériences et les représenter. 0,5pt 4.2. Etablir l’expression de la masse m de la sphère en fonction de k, g, Δl1 et Δl2 ; puis calculer sa valeur. Prendre : g = 10 N/kg 0,5pt 1.3. Etablir l’expression de l’intensité E du champ électrique en fonction de k, q, Δl1 et Δl2 ; puis calculer sa valeur. 1pt Exercice 3 : Utilisation des savoirs / 8points Objectif : Déterminer expérimentale l’intensité d’un champ magnétique. On réalise le montage ci-contre : On suspend une bobine rectangulaire à un dynamomètre. Un courant I circule dans la bobine (Des fils très souples non représentés alimentent la bobine). Seul le côté horizontal inférieur MN de la bobine est placé dans le champ magnétique ܤ ሬሬሬԦuniforme, constant, horizontal et perpendiculaire à MN (Voir schéma). 3.1. En l’absence de courant électrique dans la bobine, le dynamomètre indique 0,63N. Que représente cette valeur ? 1pt 3.2. On alimente la bobine, indiquer le sens du courant électrique dans MN pour que la force de Laplace ܨ ԦL soit de direction verticale et dirigée vers le bas. 1pt 3.3. Pour plusieurs valeurs de l’intensité du courant, on relève la valeur De l’intensité de la force mesurée par le dynamomètre. Ces valeurs sont consignées dans le tableau suivant : I(A) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 T(N) 0,63 0,68 0,70 0,75 0,78 0,83 FL(N) 3.3.1. Ecrire une relation entre T et FL, puis compléter le tableau. 2pt 3.3.2. Représenter la courbe FL = f(I). Echelle : 1cm pour 0,1 A et 1cm pour 0,04N. 2pt 3.3.3. En déduire la valeur de l’intensité du champ magnétique sachant que MN = 50 cm. 2pt ܯ ܰ ܤ ሬԦ ܿܽ݀ݎ݁ ݀݁ Poids P ܦݕ݊ܽ݉݋݉èݐݎ݁ On considère le dispositif représenté par la figure ci-contre. Une poulie formée d’un cylindre C de rayon R = 10cm peut tourner sans frottement autour d’un axe (Δ). Le moment d’inertie de la poulie par rapport à l’axe Δ est J = 15x10-4 kg.m2 On enroule sur (C) un fil f inextensible et de masse négligeable, à l’extrémité duquel est accroché un solide (S) de masse m =300g qui peut glisser sans frottement sur un plan incliné d’un angle θ = 30° avec l’horizontale. Lycée Bilingue de Bobongo Petit Paris-Evaluation n°2-Epreuve de physique-TleC-A/S : 2020/2021 Page 3/3 Partie B : EVALUATION DES COMPETENCES / 16points Situation problème : Compétences visées : utiliser les lois de Newton pour résoudre un problème. On note (oy) la normale à la piste dirigée vers le haut. Le principe du jeu est le suivant : atteindre une vitesse limite de 30√૛ m.s-1. Vous êtes désignés comme celui qui tiendra le tachymètre en main pour lire la valeur de la vitesse du skieur pendant tout le trajet et la communiquer au Jurys. Suite à une fausse manœuvre, le Tachymètre s’abime et ne peut plus fonctionner. On donne : λ = 1,0kg/s ; m = 80kg ; α = 45° et ࢌൌ૙, ૢ૙ ; g = 10N.kg-1. 1. Aider les membres du Jurys à savoir si M. G pourra remporter cette épreuve. 8pt 2. A une date t où le skieur a une vitesse VL/2, il tombe. VL étant la vitesse limite du skieur. On néglige alors la résistance de l’air et on considère que le coefficient de frottement sur le sol est multiplié par 10. Malgré la chute du skieur, s’il parvient à parcourir une distance de d = 500m après sa chute avant de s’arrêter dans cette position peu glorieuse, l’épreuve est réussie. Dans un raisonnement scientifique, prononcer vous sur l’avis des Jurys à la fin de la compétition concernant M. G. 8pt Lors d’une compétition de ski, M. G descend une piste à ski, selon la ligne de plus grande pente faisant un angle α avec ‘horizontal. L’air exerce une force de frottement supposée de la forme ܨ Ԧ = - λݒ Ԧ où λ est un coefficient constant positif et ݒ Ԧ le vecteur vitesse de M. G. On note ܶ ሬԦ et ܰ ሬ ሬԦ les composantes tangentielle et normale de l’action de la piste sur le skieur, et ݂ uploads/s3/ eva-2-tle-c-bobongo.pdf