Interrogation PHYSIQUE-CHIMIE Présentation :
/2
Exercice 1 : /4
Deux boules de pétanque, de masse 650 grammes, sont posées l'une à côté de l'autre sur le sol.
Leurs centres sont distants de 20,0 cm.
1) Quelle est la valeur des forces d'interaction gravitationnelle entre ces deux boules?
Donnée: G = 6,67.10-11 m3. kg-1.s-2.
2) Calculer le poids d'une boule. Donnée: g = 9,81 N.kg-l.
3) Pourquoi, lorsqu'on étudie l'équilibre de l'une des boules, ne tient-on pas compte de la force de gravitation exercée par l'autre boule?
Exercice 2 : /6
On réalise trois chronophotographies d'une bille en mouvement dans l'air. Les enregistrements ont été réalisés après avoir lancé ou lâché la bille.
On néglige la poussée d'Archimède et le frottement de l'air au cours du mouvement.
1) Préciser dans chaque cas comment a été réalisé le mouvement.
2) Représenter dans chaque cas la (ou les) force (s) s'exerçant sur la bille au cours du mouvement.
3) Qualifier chacun des mouvements
4) En appliquant le principe d'inertie expliquer les variations de vitesse de la bille.
Exercice 3 : /8
1) Rappeler l'expression de la force de gravitation qui s'exerce sur un corps de masse m, placé au niveau du sol, à la surface de la terre.
2) Rappeler l'expression du poids de ce corps de masse m.
3. a) Exprimer l'intensité de la pesanteur g, au niveau du sol terrestre, en fonction de G, mT et RT.
3. b) Calculer g.
3. c) Calculer le poids d'un homme de masse m = 80 kg, au niveau du sol terrestre.
4) Répondre aux mêmes questions au niveau du sol de Mars.
Données: Constante de gravitation universelle : G = 6,67.10-11 S.I. , masse de la Terre: mT = 6,0.1024 kg, rayon de la Terre: RT = 6,4.103 km, masse de Mars: mM = 6,4.1023 kg, rayon de Mars: RM = 3,4.103 km
Sens du mouvement
1
2
3
Exercice 4 : /6
Paul lance une balle de golf, à l'aide d'une caméra, on enregistre la scène. Les positions occupées par la balle sont donc enregistrées à intervalles de temps consécutifs égaux. Voir cliché sur la feuille annexe.
1a) Représenter la vitesse par un vecteur en A, en B puis en C (le sommet).
1b) Quel est le point où la vitesse a la plus faible valeur ?
2a) En A, en B puis en C, représenter la force agissant sur la balle (on négligera les frottements). Donner le nom, la direction et le sens de cette force.
2b) Cette force a-t-elle même valeur au cours de la montée et au cours de la descente ?
3a) Pour ne pas surcharger la figure, on a repéré une fois sur deux la position de la balle suivant l'axe Oz.
Lors de la montée, comment évolue la distance parcourue par la balle pendant des durées égales suivant la verticale ?
3b) Suivant l'axe Ox horizontal, on a repéré une fois sur deux la position de la balle jusqu'au sommet.
Comment évolue la distance parcourue par la balle pendant des durées égales suivant l'horizontale ?
3c) Conclusion : on peut parler de vitesse suivant 1 'horizontale et de vitesse suivant la verticale, en vous appuyant sur a) et sur b), la force exercée sur la balle modifie-t-elle la vitesse suivant l'horizontale ou suivant la verticale ?
3d) Application : Paul fait une croisière sur le Nil, le voilier avance tout droit à vitesse constante. Paul monte en haut du mât et lâche un caillou, celui-ci tombe au pied du mât, en vous appuyant sur les questions précédentes, justifier cette observation.
Données pour la chimie :
Masses molaires : M(H) = 1,00 g.mol-1 ; M(C) = 12,0 g.mol-1 ; M(N) = 14,0 g.mol-1 ; M(O) = 16,0 g.mol-1 ; M(Al) = 27,0 g.mol-1 ; M(Ge) = 72,6 g.mol-1.
Volume molaire des gaz (sauf pour l’exercice 5) : Vm = 24,0 L.mol-1.
Exercice 5 : /7
Exercice 6 : /8
Comme cela a été vu en Troisième, le métal aluminium Al brûle dans le dioxygène pour donner de l’alumine Al2O3 solide.
1) Écrire l'équation de cette réaction, avec des nombres stœchiométriques entiers les plus petits possibles.
2) On souhaite brûler complètement 0,54 g d'aluminium dans du dioxygène.
a) Etablir un tableau d’avancement de la réaction.
b) Calculer l’avancement maximal de cette réaction.
c) Déterminer le volume minimal de dioxygène nécessaire et la masse d'alumine formée.
3) On souhaite, à présent, obtenir par cette réaction une masse d'alumine m(Al2O3) = 30,6 g . Déterminer:
a) les quantités de matière minimales de dioxygène et d'aluminium nécessaires;
b) la masse d'aluminium et le volume de dioxygène correspondants.
Exercice 7 : /9
Le germanium (Ge) est utilisé dans la fabrication des composants électroniques. On le prépare à partir du dioxyde de germanium (GeO2), que l’on fait réagir avec du dihydrogène gazeux (H2). On obtient du germanium et de l’eau.
1. Ecrire l’équation chimique de la réaction.
On traite une tonne de dioxyde de germanium avec suffisamment de dihydrogène pour que la totalité du dioxyde de germanium réagisse.
2.a. Calculer la masse molaire du dioxyde de germanium et déterminer la quantité de matière qui a réagi.
2.b. Dresser le tableau d’avancement de la réaction.
2.c. Déterminer l’avancement maximal de la réaction.
2.d. Effectuer un bilan de matière à l’état final.
2.e. Déterminer le volume minimal de dihydrogène V(H2) qu’il a fallu utiliser.
2.f. Calculer la masse de germanium m(Ge) obtenue.
