ARTheque - STEF - ENS Cachan | Sciences-technologie - B.E.P.C. 1967

(1)

1 - Un appareil de pesage est réalisé au moyen

du montage ci-contre. Ce montage se compose

d'un fléau AB mobile autour Jiun axe 0 ; on suspend en A un plateau sur lequel seron~ po-sées des poids marqués~ le ressort étant placé

en n. 12 points a points Question l : fi II: Barême de correction PREMIER SUJET Liai "

r+~r777~r777~.~rrïl77~f7~,Pour un poids marqué de l kgp le fléau est LJa~on horizontal; dans cette position on constate

que le ressort a subi un allongement de 100 mm.

(le poids du pleteau est négligeable).

le On demande quelle est alors la force

exer-c&e pa~ le levier sur le ressort sachant que OB = 2 OA

2° L'allongement de ce ressort étant propor-tionnel aux forces qui lui sont appliquées, quelle est la constante de ce ressort? (coefficient de pro-portionnalité). On précisera l'unité.

3° Quel est le poids rnàrqué qui, mis dans le plateau, provoque un allongement du ressort àe 80 mm ?

1

3

4° Sanchan~ que l'on ne peut repérer la longueur du ressort

qu'à l mm pr~St quelle est l'incertitude absolue qui en rfsulte sur le poids mis dans le plateau ?

a) Représenter la fourche seule

au crayon) échelle 5,. suiv~

la vue donn~e et coup&e par le plan de symétrie vertical con-tenant l'axe géométrique de rotation (cette repr~sentation

Se~a faite sur la copie). II - Etude de l'articulation:

El!e compreIld : la fourche (1) le levier (2)

l'axe (3)

b) Repasser à l'ener.! les su~faces fonctionnelles.

c) Que pensez-vous de ce

montage en ce qui ccncerne

la fidélité et la seLslbilité àe_l! aEP_are il ?

(2)

6 SCIENOES "TEOHNOLOGIE" - B.E.P.C. 1967

lOREMIER SUJET

l L'appareil de pesage est un levier droit soumis à deux forces

paral-lèles 2

1°) Appelons P la force exercée par le poids mis sur le plateau et P la force Gxercée sur le re88ort~

De~, forces appliquées de part et d'autre de l'axe de rotation 0 d'une tige rectiligne se font équilibre quarill:

P x OA == F x OB

1000 x OA -. P x OB

or OB == 2 OA

d'où 1000 x OA

=

P x 2 OA

La foroe exeroée sur le ressort est:

1? - 1000 - )-00

- - --2--- -

gp pro-un P - ---l l'allongement. 1?' K == _::...:.-l '

P'

=

K.l'

== 5 x' 80 == 400 gp Le poids nB~qué miR sur le plateau pera:

pl x OA == FI x 2 OA

pl

=

2 F' == 400 x 2 == 800 gp

h) Puisque le poids marqué de 1000 gp placé sur le plateau voque VIL allor0ement de 100 mm, le poids Qui provoquera allor0ement de 80 mm sera

De l'étude de l'allongement d'lUl ressort déooule la relation

suivante:

coefficient de proportloYill~lité

=

K P : intelhsité su poids qui pr0voque

l : allor~eQent du ressort.

Pour urx ir~ensité P == 500 gp , 1 == 100 mm

500

d'où

K

=

-ïÜÜ-

=

5

gp/mm

3°) Cette question peut être traitée de deux façons différentes: a) En utilisant le rép~ltat trouvé à la 2° question (ccnstante

du ressort)

L'allor~ement du ressort étant de 80 mm, la force exercée sur le ressort sera~

1000 x 80

'" 800 gp lCO

) Corw.oissant la oonstante du ressort: K '" 5 gp/mm et ne pouvant repérer la lor~uelIT du ressort qu'à l mm près, l'incertitude absolue sV.r la foroe exercée sur le re ssort sera de

±

5 gp.

L'ince~titude absolus résultant sur le poids mis sur le plateau sera: _ 10 gp,

(3)

7

Coupe de la fourche

Echelle 5

c) L'axe 3 est monté avec serrage sur la fou~che 1.

Le levier 2 peut tourner librement autour de l'axe 3. Un· jeu est petr conséquent nécessaire pour permettre la rotation du levier autour de l'axe.

Malgré un jeu fonction~el, les froitements peuvent être

importants.

L'axe de l'articulation est mal défini et la lOD~eur

des bras du fléau peut varier'.

(4)

Jl:l)'(l St,; [ SUJET

Observez légende

~e sch~ma ci-dessous; recopiez-le, ajoutez expliquez le fonctionnement de la lampe.

Une

Repr~sen ·Z \In circuit ~quivalent obtenu avec des filo

con-ducteurs.

II - L'étude

seul co du phar

du nhar

'U circu{t &lectrioue d'une bicyclette montre qu'un

iuc~eur isolé joint la borne de~la dynamo à ceile et qu ~n seul conducteur isolé joint la borne à cell~ dll feu arri~re.

1° Sachant qlle le sy~bole vepr~sent& par la figure 1 sch~mati se le g'n~~ateur tjurnant7 faites le sch~ma du montage.

2° Schémati;: ; un cl.'cuit équivalent qui serait obtenu en n'uti-lisant q~ des fi 5 conducteurs.

30 Comment 0 ,elle-t-an un tel montage de deux lampes ?

III - On fa! tourner la roue entrainant la dynamo A vitesse const~ e et on mesure à l'aide d'un voltm~tre la t0nsii)D' aux bl 1es de. L~ dynamo.

1° Placez ce~ appareil dans le schéma p~écédent.

2° Où faut-i placer un ampèremètre pour mesurer l'intensit~

"ans la lampe du phare ?

ans la lampe du feu a~rière ?

3° Ces mesures ont donné :

ension aux bornes de la dynamo : GV ntensité dans la lampe du phare : O,3A

~'it o_~~'"" r~·'I"IS la lampe du feu arriètl"e : OjlA Calculez la puissance de chqque larnp~.

qO Calculez l'intensité qui travevse la dynamo~

5° Indiqu~z pet'm-~t"tra ~r le schéma la position de t de vérifier ce résultat. lfampèremètr~ qui Barime d~ correcti n :

----_.

'--'---question r

_"

po nts

"

I I 6 po nts " I I I le po ntG

(5)

OORRECTIOJ

PROPOSEEI

à la.

usse

LllJ!!pe à mclindeacenoe Conducteur \

\

+

~--{X~-_-<r

iIlw't

--/-'41

1

r---4

Interrupteur / ' Elément de pile

":,,ipolai:re ou aocumulateur

Lcrsqu'liIl1 absiBee l'i:ll:l;e:r:rupteur, le circuit est fermé par la IIL"&lilll!l!;) o@~uctriGl!l st la lampe li!'Iil,lluma ,

!Qut ~ Clil><lI'iJIiS

ai

ôn avait le oircuit suivant1

[

0 ::

~~

₁

II.

Feu arrière

;1'

(6)

III~

1.

~attra de l'inte~ité dans la lampe du FEU A~~rERE:

du feu Ili.rriè1'8

3. PuiaaP~e da la lam~a du phare: F '"

ur

=

1,8 W

(7)

11

CQJ,I1iIE1"'TAffiES.

Les deux épreuves de Tech~ologie dont nous dorlllons le compte-rer~u

cnt été proposés à la session de 1967 du B.E.P.C. dans l'Académie

d'Aix-;~rseille. Un troisième sujet, de Sciences-PhysiQues pures, sur le

nou-veau programme de 1963, était offert au choix du candidat pour ne pas désavantager les élèves issus de ~uelques Etablissements Qui n'avaient

~as encore adopté la nouvelle formule: Physique - Technologie ir,tégrées. Ces deux sujets dans leur ellsemble ont été jugés satisfaisants en ce qui concerr,e les cormaissances exigées, la lOXl@,ueur du travail demar~é

et la formulation des questior~. Sans doute peut-on estimer Que la phy-sique l'emporte sur la technologie proprement dite. Il faut en chercher raison dans la durée de l'épreuve qui limite les possibilités aussi bien da~~ la réalisation du dessin Que dans la lecture et l'exploitation

du doc~ment a~sez complet ~ans l~Qup;l les Questions de Technologie ne

-JOtœr?~lent fS.lre 2~ppel qu 1a l:lemO:LJ:-F.

L'excGs contraire a pu être observé dans les su1ets d'autres acadé-sies dont nous dorlllerons le compte-rendu dans un prochain bulletin. Es-pe:cons que l'on parviendra à trouver une juste mesure.

Tercinor~ par un témoignage relatif au cfmtre d'Avignon où. 90% des

~2ndidsts ont choisi le sujet d'électricité. On a co~qtaté:

(Quef'tion 1). La notion de meS88 n'est pas t::mjours bien corm.ue; dans l~c re~resen' ta lon dU ClrCUlt· - . .t '3qulva en , cer alrili e eves. 1 t t ' 'l' re~' 1 'lsent le

schéill8. Buivant:

Ph

•

---(Question II - 1°). 70% des candidats n'ont pas su représenter le

8(\,1"'.:.8[;13 dl i montage.

(Il aurait fallu présiser quP. dyrGmo 2t~it reliép. à 12 musse). :'Juestion III -1.2.5.). Un fort pourcentage d'ôlèves :placent l'Ampé-remètre et le Voltmètre d'ur~ manière incorrecte; ils semblent mal

con.nf~ître ces ap:P2"reils et 1813 confondent.

~2ue8tiJn III - 4~3). L8 calcul de :alcul d:: l'~nt~nsitG ,~ui traverse

cement do.~q -,"lus de 801' des Cos.

J?uissance de chaQue lampe, le