87 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Corrigés de la séquence 5 Corrigés des activ
87 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Corrigés de la séquence 5 Corrigés des activités Unités de pression : E le Pascal (Pa) ; E le bar : 1 bar =105 Pa ; E le mm de Hg (millimètre de mercure) : 1,00 mm Hg ≈133 Pa. Pression en bar 3,00 3,99.10–1 1,02 2,30 Pression en mm Hg 2,26.103 300 767 1,73.103 Pression en Pa 3,00.105 3,99.104 1,02.105 2,30.105 1 La ligne de champ se trouvant au niveau de la ville de Strasbourg est notée « 1005 ». 2 La pression atmosphérique était de 1005 mbar. 3 L’unité de pression dans le système international (SI) est le Pascal (Pa). La différence de température entre la Côte d’azur et l’Alsace le 4 mai 2011 à 00 h était d’environ 10°C. Le vent soufflait avec la plus grande vitesse dans les régions méditerranéennes ainsi que dans la vallée du Rhône. Sa direction est nord-ouest / sud-est et son sens va du nord-ouest vers le sud-est. Il souffle vers le sud-est. Ses caractéristiques font penser au Mistral. Physique Activité 1 Activité 2 Conditions météorologiques Tempête (dépression) Temps ensoleillé (anticyclonique) Pression atmosphérique 980 1050 Activité 3 Activité 4 Activité 5 © Cned – Académie en ligne 88 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Le physicien danois Hans-Christian Oersted a observé le déplacement d’une aiguille aimantée à proximité d’un fil conducteur parcouru par un courant élec- trique en 1919. Le vecteur champ magnétique est représenté en M sur chaque schéma ; le vecteur champ magnétique est tangent à la ligne de champ ; son sens est le sens Sud- Nord de l’aiguille aimantée placée en M. 1 Barreau aimanté Ligne de champ M S N B 2 Bobine plate M B Ordres de grandeur des valeurs de champ magnétique : aiguille aimantée 1,0.10–4 T aimant ordinaire à sa surface 1,0.10–2 T gros électroaimant industriel 2 T électroaimant à supraconducteur 20 T Lorsque le champ magnétique est uniforme, les lignes de champ sont parallèles, ce qui n’est pas le cas sur les schémas suivants. Activité 6 Activité 7 Activité 8 Activité 9 Limaille de fer © Cned – Académie en ligne 89 Corrigé de la séquence 5 – SP12 1 Ces spectres ont la même forme à l’extérieur. 2 L’étude du spectre montre que les lignes de champ sont parallèles à l’intérieur d’un solénoïde ; la direction du vecteur champ magnétique est donc parallèle à l’axe du solénoïde. Uniformité du champ magnétique Le champ n’est uniforme que sur 25 cm (2312,5) (en prenant B à 1,5 % près). Près des extrémités (d = 20 cm), les valeurs deviennent très différentes de la valeur au centre. La valeur du champ magnétique reste constante à l’intérieur du solénoïde si l’on ne se rapproche pas trop des bords; plus le solénoïde est long et plus on pourra négliger les effets observés sur les bords. Le champ magnétique est uniforme à l’intérieur du solénoïde pour un solénoïde dont la longueur est très grande par rapport à son rayon. Activité 10 Activité 11 1,0 2,0 3,0 5 10 15 20 B(mT) B = f(d) d(cm) © Cned – Académie en ligne 90 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Valeur du champ magnétique créé au centre de la bobine. 1 Aux erreurs d’expérience près, la valeur du champ magnétique est proportion- nelle à I (droite passant par l’origine). B = a x I 2 La valeur de B est proportionnelle à N. 3 On en déduit que: B = kNI. Expérience simple 1 Les petits bouts de papier sont attirés par une règle en plastique frottée. 2 Lorsqu’un morceau de papier est placé près d’une règle en plastique frottée, un excès de charges négatives apparaît en surface à une de ses extrémités, l’autre extrémité étant alors de charge positive ; le morceau de papier est glo- balement électriquement neutre, mais il existe une interaction due à la répar- tition des charges. Le fait de frotter la règle modifie les propriétés de l’espace situé autour de la règle. Les actions à distance qui se manifestent dans une région de l’espace sont liées à l’existence d’un champ, le champ électrostatique. Électrophorèse La méthode de l’électrophorèse est basée sur le déplacement d’ions sous l’effet d’un champ électrique obtenu par un générateur de courant continu. Du fait de leurs caractéristiques propres et en fonction des conditions de l’électrophorèse Activité 12 O 1,0 2,0 3,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 B (mT) I(A) Activité 13 Activité 14 © Cned – Académie en ligne 91 Corrigé de la séquence 5 – SP12 ces ions auront des vitesses de migration différentes, ils vont donc se séparer les uns des autres. L’électrophorèse est utilisée en biologie pour la séparation et la caractérisation des molécules. Elle est principalement utilisée en biochimie ou biologie moléculaire pour la séparation des protéines ou celle des acides nucléiques. On peut séparer différents acides aminés par électropho- rèse. Lorsque des acides aminés sont placés dans un champ élec- trique, ils migrent vers l’électrode de polarité opposée, les molécules neutres ne migrant pas. La force gravitationnelle F exercée par la Lune sur la Terre a même direction et même valeur que la force exercée par la Terre sur la Lune mais un sens opposé ; elle est représentée par un vecteur F ' appliqué au centre de la Terre. F F’ Terre Lune La Terre et la Lune peuvent être considérées comme des corps à symétrie sphérique. La valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune s’exprime donc par : F G M M d T L = 2 . F = × ( ) = − 6 67 10 7 34 10 5 98 10 3 84 10 199 11 22 24 8 2 , . , . , . , . , . .1020 20 N = 2,0.10 N Activité 15 Activité 16 © Cned – Académie en ligne 92 Corrigé de la séquence 5 – SP12 1 D’après la loi de la gravitation universelle, la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la boule de pétanque s’exprime par: F G m M RT = T 2 . Application numérique: F = × ( ) = − 6 67 10 0 700 5 98 10 6 38 10 6 86 11 24 6 2 , . , , . , . , N. 2 La valeur F’ de la force gravitationnelle exercée par la boule de pétanque sur la Terre est identique à celle trouvée dans la question 1. Elle s’exerce au centre de la Terre. 3 La valeur P du poids de la boule de pétanque est égale à : P mg = . Application numérique: P = × = 0 700 9 81 6 87 , , , N. 4 On obtient pratiquement la même valeur 6,9 N. Activité 17 F’ centre de la Terre boule de pétanque © Cned – Académie en ligne 93 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Corrigé des exercices Vrai ou faux 1 Vrai : dans un champ magnétique uniforme, les lignes de champ sont paral- lèles. 2 Faux : les lignes de champ passent toutes par le centre de la Terre et ne sont pas parallèles. La valeur du champ est uniforme mais sa direction ne l’est pas. Lignes de champ à l’intérieur d’un solénoïde 1 Les lignes de champ, à l’intérieur du solé- noïde, sont parallèles. 2 Le vecteur champ magnétique a pour direction l’axe du solénoïde et un sens donné par la règle de la main droite. Bobines de Helmholtz 1 D’après l’aspect des lignes de champ qui sont parallèles, le champ magné- tique peut être uniforme à l’intérieur des deux bobines. Pour qu’il soit vrai- ment uniforme, la valeur du champ magnétique doit être constante ce que l’on peut vérifier avec un tesla- mètre. 2 En un point donné, le vecteur champ magnétique est tangent à la ligne de champ ; pour trouver le sens, il suf- fit de prendre le sens de l’aiguille aimantée placée en ce point. La ligne de champ est toujours orientée dans le même sens ; si l’on connaît son sens en une partie de l’espace (entre les bobines par exemple) on le connaît partout. Champ magnétique 1 Le vecteur champ magnétique a même direction et même sens que l’aiguille aimantée placée en ce point. Physique Exercice 1 Exercice 2 Exercice 3 A D B C B B B B Exercice 4 © Cned – Académie en ligne 94 Corrigé de la séquence 5 – SP12 Représentation du vecteur champ magnétique B détecté par l’aiguille au point P. P B 2 L’unité du Système International employée pour exprimer le champ magné- tique est le Tesla (T) L’ordre de grandeur de la valeur du champ magnétique terrestre est : BT = 4,0.10–5 T. B/BT = 40.10–6 /4,0.10–5 = 1 ; les deux valeurs des champs sont du même ordre de grandeur. Valeur du uploads/Geographie/ al7sp12tepa0111-corriges-des-exercices-partie-02.pdf
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- Publié le Jan 08, 2021
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