NOM & PRENOM : N de Classement :. Groupe : A

Faysal BOUHASSANI Contrôle continue N° : 3 semestre 1 Physique-chimie

Lycée Q. IBN HANI

1BAC-S/F : 2019 /2020 Durée :1h

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NOM & PRENOM : ……… N° de Classement :………. Groupe : A PHYSIQUE :

Exercice N° 1 : Partie 1 :

Un corps S de masse 2 kg est abandonné, sans vitesse initiale, du sommet A d’un planche inclinée AB = 4 cm. On prend le plan horizontal passant par B comme niveau de référence de l’E.P.P.

On prend : g = 10 N/Kg et AH = 1.2 m.

1. Le corps S est dans sa position initiale en A. calculer : a. Son énergie cinétique. (1pt)

b. Son énergie E.P.P. (1pt)

c. Son énergie Em mécanique (1pt)

2. Les forces de frottement sont négligeables : a. L’Em du corps S est conservée. Pourquoi ? (1pt) b. Calculer l’E.P.P. de S en B. (1pt)

c. Calculer l’EC du corps S et déduire sa vitesse en B. (1pt)

3. En réalité les forces de frottement ne sont pas négligeable et valent 2 N et la vitesse en B est 4 m/s.

a. Quelle sera l’Em du corps S en B. (1pt)

b. Calculer le travail des forces de frottement le long d’AB. (1pt)

c. Montrer que la variation de l’Em est égale au travail des forces de frottement le long d’AB. (1pt)

Partie 2 :

Un petit objet ponctuel S, de masse m = 2,00 kg, glisse sans frottements sur une piste horizontale (HA). Il aborde au point A un tronçon de piste plane (AB) inclinée d'un angle α=20° par rapport à l'horizontale.

Sa vitesse au point A est VA = 8,00 m.s^-1.

4. Déterminer la longueur L = AB dont l'objet S remonte sur la piste AB. (2pt) 5. Calculer la variation de l’Energie mécanique de cette objet ponctuel le long

de déplacement. (1pt)

CHIMIE : Exercice N°1 :

1 / On prépare une solution de chlorure de fer III, FeCl3 en dissolvant une masse m=1.625g de ce solide dans 500 ml d’eau.

a. Ecrire l’équation de la dissolution. (1pt)

b. Déterminer la concentration C de la solution obtenue. (1pt) On donne : M(Cl)=35,5g/mol ; M(Fe)=56g/mol

c. Donner la concentration effective de chaque espèce ionique en solution en fonction de C. (1pt)

2/ On plonge totalement une cellule conductimétrique constituée de deux plaques parallèles distantes de L=1.5cm dans la solution présidente. La tension appliquée entre les deux électrodes de la cellule est U=2V et l’intensité électrique mesurée est I=10mA.

a. Déterminer la résistance R et la conductance G de la portion de solution comprise entre les deux électrodes. (1pt) b. Déterminer 𝝈 la conductivité de la solution. (1pt)

On donne : 𝝀 (Fe³⁺) = 2,04 .10^-3 S. m² /mol ; 𝝀 (Cl^-) = 7,36 .10^-3 S. m² /mol c. En déduire la valeur de k la constante de la cellule. (1pt)

d. Déterminer la surface S émergée des électrodes en m² puis en cm². (1pt)

Bonne chance

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expression littérale de la relation, avant l’application numérique Donner l'

Physique (12 points )

On considère un corps solide (S) ponctuelle de masse m = 0,5 Kg qui se déplace sur un rail ABCD d’une portion AB rectiligne de longueur AB = 4.r, et d’une portion circulaire BCD de rayon r = 0,5 m.

g = 9.81 N/Kg

).

dessous -

(figure ci

: n donne O

On considère le plan passant par le point C comme état de référence de l’Epp.

. arrive en point B avec

il et ) du point A (

sans vitesse initiale On lâche le solide

I- On considère que les frottements sont négligeables.

1- Montrer que ) )).

2- Calculer l’énergie mécanique en point A, ) 3- Calculer l’énergie mécanique en point B, ) 4- Comparer l’énergie mécanique ) avec ).

Que peut –on conclure ?

5- En appliquant le principe de conservation de l’énergie mécanique trouver que :

√

) )

II -En réalité, le solide arrive en B avec une vitesse à cause des frottements qui sont

représentés par une force ⃗ considérée d’intensité constante et de sens opposé au sens du mouvement de (S).

1 - Calculer la valeur de l’énergie perdue sous forme de chaleur entre A et B.

2 – Calculer l’intensité de la force ⃗.

*********** chimie (8 points )****************

Aux bornes d’une cellule conductimétrie plongée dans une solution d’acide chlorhydrique (𝐻+ (𝑎𝑞) + 𝐶𝑙⁻ (𝑎𝑞) ) branchée sur un générateur alternatif, on a mesuré une tension efficace de 18 et une intensité efficace de .

1- Calculer la conductance de la solution .

2- Calculer la valeur de la constance de la cellule en ), sachant que

3-

On plonge la même cellule conductimétrie dans les deux solutions :

d’acide sulfurique (2H⁺ (𝑎𝑞) + (𝑎𝑞)) et 3 de sulfate de cuivre 𝐼𝐼 (𝐶𝑢²⁺ (𝑎𝑞) + (𝑎𝑞) ).

3.1 Calculer la conductance , sachant que la conductivité de la solution est , 3.2

Calculer

de la solution de concentration

, et puis déterminer .

On donne :

𝑙 ; 𝑙

4- Trouver la conductance d’une portion de la solution ( 4) de chlorure de cuivre (𝐶𝑢 ²⁺ (𝑎𝑞) + 2𝐶𝑙⁻ (𝑎𝑞)) de même concentration et de mêmes conditions expérimentales identiques.

Semestre : 1 Contrôle 3 :

1 Bac science mathématique Anneé : 2017/2018

1

bac option français Lycée : Othman Ben Affane

- EL GARA-

Prof : EL FATIMY Youssef Matière : Physique - Chimie

1h00min Direction provinciale :Berchid

Classe : 1SM (biof) Durée : 2h CHIMIE : (8 points)

Données :

M(H)= 1,0 g .mol^-1 ; M(Na)=23,0 g .mol^-1 ; M (O)=16 g .mol^-1 ; M(S)=32 g .mol^-1 ; P0=10⁵ Pa ;

2

- -

4 4

2 -1 2 -1 2 -1 2 -1

Na+ = 5,03 mS.m .mol ; HSO = 5,20 mS.m .mol ; H+ = 35,0 mS.m .mol ; SO = 16,0 mS.m .mol

   

1/ Questions de cours

1.1. Citer deux techniques qui permettraient le suivi de l’évolution d’une transformation chimique.

1.2. Pourquoi utilise-t- on une tension électrique alternative lorsqu’ on étudie la conductance d’une partie de solution électrolytique ?

2/ Suivi d’une transformation chimique par mesure de pression

Dans une enceinte fermée, de volume constant, on enferme une quantité de matière

n

0

=0, 5 mol d’ammoniac gazeux (NH

3

). A température élevée, l’ammoniac se dissocie en dihydrogène (H

2

) et diazote (N

2

).

2 .1. Laquelle de ces trois molécules est polaire ? Justifier la réponse.

2.2. Ecrire l’équation chimique, puis dresser le tableau descriptif de l’avancement de la réaction.

2.3. En exploitant l’équation d’état d’un gaz parfait, à l’ état initial et à l’état intermédiaire, montrer que l’avancement de la réaction à température constante s’écrit sous la forme :

⁰

0

2 1 n P

x P

 

   

 

2.4. Evaluer l’avancement de la réaction lorsque la pression du mélange gazeux est:

P1, 2.10 P⁵ a

. 2.5. Quelle serait la pression finale du mélange si la réaction est considérée totale ?

3 / Etude d’une réaction par mesure de conductivité

On dissout une masse m = 0,60g d’hydrogénosulfate de sodium solide 

NaHSO4

 dans un volume V=0,5L d’eau distillée et on obtient une solution (S) de concentration molaire C.

3 .1. Calculer la valeur de C.

3.2. Ecrire l’équation chimique de la dissolution.

3.2. Calculer la conductivité de la solution si l’on considère que cette réaction est la seule qui se produit.

3.4. La mesure de la conductivité donne la valeur

 = 0,56 S.m ^-1

; Sachant que la différence est due à la dissociation de l’ion hydrogénosulfate, à son tour, en ions hydrogène et sulfate .

3.4.1. Ecrire l’équation chimique de cette deuxième dissociation.

3.4.2. Cette deuxième réaction est-t-elle totale ou limitée ? Justifier la réponse.

PHYSIQUE (12 points) 1/ Questions de cours

1.1. Définir l’énergie cinétique d’un solide.

1.2. Donner l’expression de l’énergie cinétique d’un corps en rotation autour d’un axe fixe en rappelant la signification des grandeurs physiques et leurs unités.

2/ Etude d’un mouvement enchainé

La figure ci-dessous représente trois rails guidant un corps (S) de masse m = 0,2 kg, pendant son mouvement.

- AB rectiligne de longueur L= 2m, et incliné d’un angle α = 30° par rapport à l’horizontal ; - CD de même longueur et de même angle d’inclinaison ;

- DFG circulaire de rayon r = 20 cm et de centre O’ ;

Le corps (S) est lancé du point A avec une vitesse V

0

suivant la direction (AB).

Contrôle N° :2/ 1 ^er semestre

L’étude de son mouvement par les moyens appropriés a permis la représentation des variations de son énergie cinétique en fonction de la distance parcourue lors de la première étape.(Voir graphe ci-dessous) Le problème sera traité sans application du T. E .C. On prend : g=10m.s

^-2

et Epp(O)=0 ;

1. Calculer Epp (B) et Epp(M). (M est le milieu de AB)

2. En exploitant le graphe, calculer Em (A), Em(M) puis Em(B).

3. Commenter ces résultats.

4. Déterminer l’intensité de la force de frottement.

5. Le corps (S) quitte la piste au point B et arrive au point C après une chute parabolique dans l’air.

Tous les frottements sont négligés dans la suite du problème.

5.1. Montrer que: Ec(C)= Ec(B).

5.2. Exprimer Epp(F ) en fonction de m, g, r, α et θ .

5.3. L’étude dynamique du mouvement de (S) montre que l’intensité de la réaction R au point F s’écrit sous la forme :

2

R = m.V^F + m.g.cos( )

r ^.

-Trouver l’expression de R en fonction de r, m, g, θ, α , L et v

C

(vitesse de (S) au pont C) 5.6. Est-ce que le corps (S) atteindra le point G ? Justifier la réponse.

2. Détermination expérimental d’un moment d’inertie Le système mécanique représenté ci-dessous est constitué de :

- Un cylindre de masse M et de rayon r susceptible de tourner autour de son axe de révolution horizontal ; - Un corps (C) de masse M attaché à un fil de masse négligeable et inextensible;

- Le fil est enroulé autour du cylindre et ne glisse pas dessus.

Lorsque le système est libéré sans vitesse initiale, le corps (C) est à une hauteur h du sol, sa position est repérée suivant l’axe (Ox) (voir schéma) (Les frottements sont supposés négligeables).

1. Exprimer l’énergie cinétique du système en fonction de m, J, r et v (vitesse du corps (C)).

2. Exprimer l’énergie mécanique du système en fonction de m, g, J , x, v, r et H.

3. A l’impact du sol le corps (C) a une vitesse V.

Déterminer l’expression du moment d’inertie du cylindre par rapport à son axe de rotation en fonction des données.

4. A.N: h= m ; m= 0,25 kg ; V = 4,0m/s ; r = 10 cm ; g=10 m/s².

expression littérale de la relation, avant l’application numérique Donner l'

Physique (12 points )

On considère un corps solide (S) ponctuelle de masse m = 0,5 Kg qui se déplace sur un rail ABCD d’une portion AB rectiligne de longueur AB = 4.r, et d’une portion circulaire BCD de rayon r = 0,5 m.

g = 9.81 N/Kg

).

dessous -

(figure ci

:

n donne O

On considère le plan passant par le point C comme état de référence de l’Epp.

. arrive en point B avec

il et ) du point A (

sans vitesse initiale On lâche le solide

I- On considère que les frottements sont négligeables.

1- Montrer que . 2- Calculer l’énergie mécanique en point A, 3- Calculer l’énergie mécanique en point B, 4- Comparer l’énergie mécanique avec .

Que peut –on conclure ?

5- En appliquant le principe de conservation de l’énergie mécanique trouver que :

II -En réalité, le solide arrive en B avec une vitesse à cause des frottements qui sont

représentés par une force considérée d’intensité constante et de sens opposé au sens du mouvement de (S).

1 - Calculer la valeur de l’énergie perdue sous forme de chaleur entre A et B.

2 – Calculer l’intensité de la force .

*********** chimie (8 points )****************

Aux bornes d’une cellule conductimétrie plongée dans une solution d’acide chlorhydrique ( + ( ) + ⁻ ( ) ) branchée sur un générateur alternatif, on a mesuré une tension efficace de 18 et une intensité efficace de .

1- Calculer la conductance de la solution .

2- Calculer la valeur de la constance de la cellule en , sachant que

3-

On plonge la même cellule conductimétrie dans les deux solutions :

d’acide sulfurique (2H⁺ ( ) + ( )) et 3 de sulfate de cuivre ( ²⁺ ( ) + ( ) ).

3.1 Calculer la conductance , sachant que la conductivité de la solution est , 3.2

Calculer

de la solution de concentration

, et puis déterminer .

On donne :

;

4- Trouver la conductance d’une portion de la solution ( 4) de chlorure de cuivre ( ²⁺ ( ) + 2 ⁻ ( )) de même concentration et de mêmes conditions expérimentales identiques.

Semestre : 1 Contrôle 3 :

1 Bac science

mathématique 1

bac option français Matière : Physique - Chimie

1h00min

Barèmes ……/ 20

D

Questions du cours :

(

3pts) Choisir la bonne réponse. (0,5pt*6)

1. L’expression de l’énergie potentielle de pesanteur d’un corps solide est :

a) = mg (z + z0) b) = mg (z0 - z) c) = mg (z - z0) 2. Lorsqu’on un corps solide en mouvement de glissement sans frottement, son énergie mécanique au cours du mouvement : a) reste constante b) va augmenter c) va diminue 3. L’expression de la quantité de chaleur libérée durant un déplacement de A à B est :

a) Q = b) Q = c) Q = 4.L’expression de la conductance d'une solution électrolytique est :

a) G = b) G = c) G = U. I 5.Si on augmente la surface immergée, La conductance :

a) reste constante b) va augmenter c) va diminue 6. L’unité de la conductivité d’une solution électrolytique est :

a) S.m^-1 b) S c) S.m².mol ^-1

Exercice -1-

(

11pts)

Physique On considère un corps solide (S) de masse m=0,2 Kg capable

de se déplacer sur un rail ABCD composé des portions suivantes : -Une portion AB circulaire de rayon r=5 m.

- Une portion BC rectiligne et horizontale.

-Une portion CD rectiligne et inclinée d’un angle α = 30° par rapport à l’horizontale. On donne : g=10N/kg

On prend le plan horizontal passant par le point B comme état de référence de l’énergie potentielle de pesanteur.

1. Le mouvement de (S) sur la partie (AB) : les frottements sont négligeables Le corps S part du point A sans vitesse initiale (VA=0)

a. Déterminer au point A, l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur du corps (S), et en déduire son énergie mécanique au point A. (1.5pt)

b. En appliquant le T.E.C entre A et B, montrer que : VB = 10 m /s (0.75pt)

c. Déterminer au point B, l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur du corps (S), et en déduire son énergie mécanique au point B. (1.5pt)

d. Comparer E^m(A) avec E^m(B). Que peut – on conclure ? (0.75pt)

2. Le mouvement de (S) sur la partie (BC) : les frottements ne sont pas négligeables

Le solide (S) aborde la piste (BC) de longueur BC = 7,2 m, avec frottement équivalent à une force horizontale d’intensité f =0.5 N et de sens opposé.

a. En appliquant le T.E.C entre B et C, montrer que : VC = 8 m /s (0.75pt)

b. Déterminer au point C, l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur du corps (S), et en déduire son énergie mécanique au point C. (1.5pt)

c. Calculer la variation de l’énergie mécanique entre B et C, et en déduire la quantité de chaleur Q libérée durant ce déplacement.(1pt) 3. Le mouvement de (S) sur la partie (CD) : les frottements sont négligeables

Le solide (S) aborde la piste (CD), et s’arrête au point D (VD = 0).

a. En appliquant le T.E.C entre C et D, montrer que : h =

, et calculer sa valeur. (0.75pt)

b. retrouver la valeur de h en appliquant la loi de conservation de l’énergie mécanique entre C et D. (0.75pt)

c. En déduire la valeur de la distance CD.(0.25pt)

d.Déterminer au point D, l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur du corps (S), et en déduire son énergie mécanique au point D. (1.5pt)

Exercice -2-

(6pts)

Chimie

1. On prépare une solution de chlorure de fer III, FeCl3 en dissolvant une masse m=1.625g de ce solide dans 500 mL d’eau.

a. Ecrire l’équation de la dissolution. (0.5pt)

b. Déterminer la concentration C de la solution obtenue. (1pt) On donne : M(Cl)=35,5g/mol ; M(Fe)=56g/mol c. Donner la concentration effective de chaque espèce ionique en solution en fonction de C. (0.5pt)

2. On plonge totalement une cellule conductimétrique constituée de deux plaques parallèles distantes de L=1.5cm dans la solution présidente. La tension appliquée entre les deux électrodes de la cellule est U=2V et l’intensité électrique mesurée est I=10mA.

a. Déterminer la résistance et la conductance de la portion de solution comprise entre les deux électrodes. (1pt)

b. Déterminer la conductivité de la solution. (1pt) On donne : (Fe³⁺) = 2,04 .10^-3 S. m² /mol ; (Cl^-) = 7,36 .10^-3 S. m² /mol c. En déduire la valeur de k la constante de la cellule. (1pt)

d. Déterminer la surface S émergée des électrodes en m² puis en cm². (1pt)

Niveau : 1 Bac SE.F

Contrôle N° 3 Semestre 1

Matière : physique chimie

Devoir surveillé n^o3 1^ère année baccalauréat lycée Anahda Oulad- Teima fait le 4-1-2018 pr. SBIRO Abdelkrim Premier exercice de physique (7pts)

On considère un corps solide S de masse m=0,4kg capable de se déplacer sur un rail ABCD composé des portions suivantes : -Une portion rectiligne de longueur AB=2,5m et inclinée d’un angle



30^o par rapport à l’horizontale.

- Une portion BC rectiligne et horizontale.

-Une portion CD circulaire de rayon r=1,1m .

On donne :  65,4^o _et g=10N/kg et on considère comme état de référence de l’énergie potentielle de pesanteur : Epp=0 lorsque z=0.

Le corps S part du point A sans vitesse initiale .

1) Déterminer l’expression de l’énergie potentielle de pesanteur du corps S au point A puis calculer sa valeur et en déduire la valeur de son énergie mécanique au point A . (1,5pt)

2) 2-1- a) Déterminer l’énergie potentielle du corps S au point B . (0,5pt)

b) Sachant que les frottements sont négligeables de A à B , déterminer l’énergie cinétique de S au point B. (0,5pt) c) En déduire la valeur de la vitesse vB. (0,5pt)

2-2- Retrouver la valeur de la vitesse vB en appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et B. (0,75pt) 3) Sachant que les frottements sont négligeables de B à C ,montrer , en appliquant la loi de conservation de l’énergie mécanique que :

v

B

=v

C (1pt) .

4) 4-1- a) Déterminer l’énergie potentielle de pesanteur du cops S au point M . (0,5pt)

b) Sachant que les frottements sont négligeables de C à M déterminer l’énergie cinétique du corps au point M. (0,5pt) c) En déduire la valeur de la vitesse vM. (0,5pt)

4-2- Retrouver la valeur de la vitesse vM en appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et M. (0,75pt) Deuxième exercice de physique (6pts)

Un corps solide de masse m=0,6kg part d’un point A sans vitesse initiale le long d’un trajet ABCD composé des parties suivantes : - Une partie AB de longueur AB=3m et inclinée d’un angle



24^o par rapport au plan horizontal.

- Une partie BC circulaire de rayon r=80m .

- Une partie CD rectiligne et horizontale de longueur CD=3m. (voir figure )

On considère comme état de référence de l’énergie potentielle de pesanteur Epp=0 lorsque z=0, et on donne g=9,8N/kg.

1) Déterminer l’expression de l’énergie potentielle du corps au point A puis calculer sa valeur et en déduire la valeur de son énergiemécanique au point A . (1,5pt)

2) 2-1- a) Déterminer l’énergie potentielle du corps au point B . (0,5pt)

b) Sachant que les frottements sont négligeables de A à B , déterminer l’énergie cinétique du corps au point B. (0,25pt) c) En déduire la valeur de la vitesse vB . (0,25pt)

2-2-Retrouver la valeur de la vitesse vB en appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps entre A et B. (0,25pt) 3) 3-1- a) Déterminer l’énergie potentielle du corps au point C . (0,5pt)

b) Sachant que les frottements sont négligeables de B à C, déterminer l’énergie cinétique du corps au point C. (0,5pt)

c) En déduire la valeur de la vitesse vC. (0,5pt)

3-2 -Retrouver la valeur de la vitesse vC en appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps entre A et C. (0,25pt) 4) Sachant que le corps arrive au point D avec une vitesse nulle , calculer en utilisant la loi de non conservation de l’énergie mécanique le travail de la force de frottement entre C et D puis en déduire la quantité de chaleur Q libérée durant ce

déplacement. (1,5pt) Exercice de chimie (7pts).

L’oxyde de fer magnétique Fe3O4 réagit avec l’oxyde de carbone CO et il e n résulte le fer Fe et le dioxyde de carbone CO2. On donne le tableau d’avancement de la réaction :

Equation de la réaction

Quantité de matière (en mol) avancement

états

0,1 0,05

0 Etat initial

x Etat de transformation

xmax

Etat final

xmax=…….

Composition du mélange à la fin de la réaction

1) Compléter le remplissage du tableau d’avancement (concernant les états de transformations). (1pts)

2) Déterminer la valeur de l’avancement maximum puis compléter le remplissage du tableau en déterminant la composition du mélange à la fin de la réaction. (1pts)

3) Tracer sur le graphe suivant les segments de droites représentant les variations de la quantité de matière des produits et des réactifs en fonction de l’avancement x de la réaction. (2pts)

3) a)Déterminer la masse d’oxyde de fer magnétique Fe3O4 initiale utilisée. (1pt)

b) Déterminer la masse de fer qu’on obtient à la fin de la réaction. On donne : M(Fe)=56g/mol et M(O)=16g/mol. (1pt) c) Déterminer le volume de dioxyde de carbone obtenue à la fin de la réaction. On donne le volume molaire dans les

conditions de l’expérience : Vm=24L/mol. (1pt)

...

Correction

Correction du premier exercice de physique

1) L’énergie potentielle de pesanteur du corps S est : Epp=m.g.z+C avec : Epp=0 lorsque : z=0 donc : C=0 par conséquence on a : Epp=m.g.z .

L’énergie potentielle de pesanteur du corps S au point A est : Epp=m.g.zA avec z_A  AB.sinr donc : E m.g(AB.sin r)

ppA  

^{A.N :} E J

ppA 0,4.10.(2,5.sin301,1)9,4

et on a :

E^MA  Epp^A Ec^A avec Ec_A 0 Donc l’énergie mécanique au point A : Em_A Epp_AEc_A 9,4J

... ...

2) 2-1-a) l’énergie potentielle de pesanteur au point B : E_ppB m.gz_B m.g.r 0,4101,14,4J

b) or les frottements sont négligeables sur le trajet AB il y’a conservation de l’énergie mécanique entre A et B : Em_A Em_B 9,4J

donc : Ec_B  Em_BE_ppB 9,44,45J c) on a

. 2

2. 1

B

B mv

Ec   m s

m

v_B Ec^B 5 /

4 , 0

5 . 2

2   



...

2-2- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et B (qui est soumis à l’action des forces suivantes :

son poids P

et la réaction R

du plan qui est perpendiculaire au plan) : ^AEc^B W^A P^B W^A R^B





  

  

avec :

0

ABR W

et :

WP m.g.ABsin

B A

 



donc :

Ec_B Ec_A m.g.AB.sin l a vitesse du corps étant nulle au point A , E_cA 0

donc : E_cB m.g.AB.sin

 . . . . .sin 2

1 2

AB g m v m _B  s

m AB

g

v_B . 2. . .sin  2102,5sin30 5 /

...

3)Or les frottements sont négligeables sur le trajet BC il y’a conservation de l’énergie mécanique entre B et C : E_MC  E_MB 9,4J

r g m Epp

Epp_C  _B  . . car z_B=z_c ,

Ec^C Ec^B  v_C v_B 5m/s

...

4) 4-1- a) l’énergie potentielle de pesanteur du corps au point M : Epp_M m.g.z_M m.g.rsin 0,4101,1.sin65,44J b) Or les frottements sont négligeables sur le trajet AM , il y’a conservation de l’énergie mécanique entre A et M : Em_A Em_M 9,4J ^{donc :} Ec_M Em_M Epp_M 9,445,4J

c) on a : . . ²

2 1

M

M mv

Ec 

 m s

m

v_M Ec^M 5,2 / 4

, 0

4 , 5 2 .

2   



...

4-2- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et M (qui est soumis à l’action des forces suivantes :

son poids P

et la réaction R

du plan qui est perpendiculaire au plan) :

^AEc^{M A}WP^{M A}WR^M





  

  

avec : 0

M A R W

et

WP m.g.(z_A z_M) m.g.



(AB.sin r) r.sin



M

A     





^{donc :} Ec_M Ec_A m.g.



AB.sinr.(1sin)



0 EcA

donc: Ec_M m.g.



AB.sinr.(1sin)



 ^{. . . .}



^{.sin .(1 sin )}



2

1 mv_M2 mg AB r  

v_M  2.g.



AB.sinr.(1sin)



 2.10.



2,5.sin301,1(1sin65,4



5,2m/s

...

Correction du deuxième exercice de physique :

1) L’énergie potentielle de pesanteur du corps est : Epp=m.g.z+C or : Epp=0 si z=0 ; C=0 donc on a : Epp=m.g.z . L’énergie potentielle de pesanteur du corps au point A est : EppA=m.g.zA avec z_A  AB.sinr(1cos) donc : E_ppA m.g



AB.sinr(1cos)



^{A.N :} E_ppA 0,6.9,8.



3.sin240,8(1cos24)



7,6J

^{et on a :} E^MA Epp^A Ec^A v_A 0 ^donc Ec_A 0 et l’énergie mécanique du corps au point A :Em_A  Epp_A Ec_A 7,6J

...... ...

2) 2-1- a) L’énergie potentielle de pesanteur du corps au point B est :

:E_ppB m.gz_B m.g.r(1cos)0,69,80,8.(1cos24)0,4J

b) ) Or les frottements sont négligeables sur le trajet AB , il y’a conservation de l’énergie mécanique entre A et B donc:

Em_A Em_B 7,2J et on a : Ec_B  Em_B E_ppB 7,60,47,2J

c) on a : . . ² 2 1

B

B mv

Ec 

 m s

m

v_B Ec^B 4,9 / 6

, 0

2 , 7 . 2

2   



...

2-2-En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et B (qui est soumis à l’action des forces suivantes : son poids P

et la réaction R

du plan qui est perpendiculaire au plan) : ^AEc^B W^A P^B W^A R^B





  

  

avec :

0

B A R W

et :

WP m.g.ABsin

B

A 





donc :

Ec_B Ec_A m.g.AB.sin la vitesse du corps étant nulle au point A , E_cA 0

donc : E_cB m.g.AB.sin

 . . . . .sin 2

1 2

AB g m v m _B 

s m AB

g

v_B . 2. . .sin  29,83sin24 4,9 /

... ...

3) 3-1- a) l’énergie potentielle de pesanteur au point C : E mgz_C J

ppC  . 0

b) les frottements sont négligeables sur AC donc il y’a conservation de l’énergie mécanique entre A et C : Em_A Em_C 7,6J et: Ec_C Em_C E_ppC 7,607,6J

c) on a :

. 2

2. 1

c

c mv

Ec 

 m s

m

v_c Ec^c 5 /

6 , 0

6 , 7 . 2

2   



...

3-2-En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps entre A et C (qui est soumis à l’action des forces suivantes : son poids P

et la réaction R

du plan qui est perpendiculaire au plan) : ^AEc^C W^A P^C W^A R^C





  

  

avec: 0

M A R W

:

et  .



.sin



 (1cos



)



P mg AB r W

C A



:

donc Ec_C Ec_A m.g.



AB.sinr.(1cos)



or:v_A 0 ;

E_cA 0

donc: Ec_C m.g.



AB.sin r.(1cos)



 ^{. . . .}



^{.sin .(1 cos )}



2

1 mv_C2 mg AB r    v_c  2.g.



AB.sinr.(1cos)



 2.9,8.



3.sin240,8(1cos24



5m/s

... ......

4) Entre Cet D le mouvement se fait avec frottement donc l’énergie mécanique du corps diminue et la variation de l’énergie mécanique est égale au travail de la force de frottement.

^{C Dm f} W E 





 Em_D Em_C W_f

avec: Em_D 0 donc: Em_C W_f

 W_f 7,6J la quantité de chaleur Q libérée durant ce déplacement :

QW_f 7,6J

...... ...

Correction de l’exercice de chimie : 1)1-1 Tableau d’avancement :

Equation de la réaction

Quantité de matière (en mol) avancement

états

0 0

0,1 0,05

0 Etat initial

x 4 x

3 x

4 1 , 0 

x 05 ,

x 0

Etat de transformation

4xmax

3xmax

4 max

1 , 0  x 05 max

, 0 x xmax

Etat final

1-2- si on suppose que Fe3O4 est le réactif limitant on aura : 0,05-xmax=0 donc : xmax=0,05mol et si on suppose que CO est le réactif limitant on aura : 0,1-4xmax=0 donc : xmax=0,025mol

or : 0,025mol0,05mol et nous savons que le réactif limitant est celui utilisé par défaut , donc x_max 0,025mol et par conséquence c’est CO qui est le réactif limitant.

nf(CO2)=0,1mol nf(Fe)=0,075mol

nf(CO)=0mol nf(Fe3O4)=0,025mol

xmax0,025

Composition du mélange à la fin de la réaction

...... ...

2)

...... ...

3) a) on a :

) ( ) (

4 3 4

3

O Fe O

o Fe

M n  m

 mno(Fe3O4)M⁽Fe3O4⁾

^A.N: m0,05



356416



11,6g

...... ...

b) on a :

) ( ) (

4

4 Fe

f Fe

M n  m

 _{( )}

)

(Fe Fe

f M

n

m 

^A.N: m0,075564,2g

...... ...

c) Le volume de CO2 obtenu à la fin de la réaction :

V_f (CO₂)n_f (co₂)V_M 0,1242,4L ---

SBIRO Abdelkrim Adresse électronique : [email protected] ou bien : [email protected]

Pour toute observation contactez moi.

www.newotnscience.com

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Devoir de rattrapage surveillé n^o 3 Lycée Anahda Oulad-Teime région d’Agadir Maroc le 8/1/2018 pr. SBIRO Abdelkrim 1^er Exercice de physique : (7pts)

Un corps solide S de masse m=0,4kg monte le long d’un rail composé de :

-Une partie AB rectiligne de longueur AB=1m et inclinée d’un angle

  30

^o par rapport à l’horizontale.

- Une partie BC rectiligne de longueur BC=0,6m et inclinée d’un angle



30^o par rapport à l’horizontale.

- Une partie CD circulaire de rayon r= 0,4m de centre O , son rayon OC BC. (voir schéma).

Les frottements sont négligeables sur AB et CD et on les considère équivalents à une force constante f

sur la partie BC.

1) On applique sur le corps S une force

F 

constante et parallèle à la ligne de plus grande pente et il part du point A sans vitesse initiale et arrive au point B avec une vitesse v_B=4 m/s.

1-1- Faire le bilan des forces qui s’exercent sur le corps S sur la partie AB. (0,5.pt) 1-2- Donner l’énoncé du théorème de l’énergie cinétique. (0,5.pt) 1-3- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur S entre A et B déterminer l’intensité de la force

F 

. (1.pt) 2) Au point B on élimine la force

F 

et le corps S continue son mouvement sur la partie BC du trajet et passe par le point C avec une vitesse vC=1,3m/s .

On considère le plan horizontal passant par le point B comme état de référence pour l’énergie potentielle de pesanteur.

2-1- Donner la variation de l’énergie potentielle de pesanteur du corps S entre B et C. (1.pt) 2-2- Donner l’expression de la variation de l’énergie mécanique du corps S entre B et C. (1.pt) 2-3- En déduire la valeur de l’intensité de la force de frottement f

. (0,5.pt) 3) Le corps S continue son mouvement sur la partie CD sans frottement pour arriver au point M avec une vitesse nulle.

3-1- Déterminer l’énergie mécanique du corps S au point C. (0.5.pt) 3-2-Monter que l’expression de l’énergie mécanique du corps S au point M s’écrit :

Em_M m.g



BC.sin



r[cos



cos(







)]



(1.pt) 3-3- En appliquant la loi de conservation de l’énergie mécanique, déterminer la valeur de l’angle



. (1.pt) O n donne : g=10N/kg

₂^er Exercice de physique : (6pts)

Un corps S de masse m=5kg part d’un point A avec une vitesse vA=8m/s le long d’un rail ABCDE (voir figure).

AB :portion circulaire de rayon r=3m , le point B est repéré par l’angle

  30

^o_.

CB : portion rectiligne de longueur BC=2,4m et inclinée d’un angle30^o par rapport à l’horizontale.

DE : portion rectiligne de longueur CD=2m et inclinée de l’angle par rapport à l’horizontale.

On considère le plan horizontal passant par le point A comme état de référence pour l’énergie potentielle de pesanteur.

1) Sachant que les frottements sont négligeables le long du rail.

1-1- Déterminer les altitudes (sur l’axe oz) de chacun des points B, C, D et E. (1.pt) 1-2- Déterminer le poids du corps S durant le déplacement de A à E. (1.pt)

1-3- déterminer la vitesse vE du corps S au point E . (1.pt) 1-4- En appliquant la loi de conservation de l’énergie mécanique, déterminer la vitesse vC du corps au point C. (1.pt) 2) On considère que les frottements ne sont pas négligeables sur la portion CD et qu’ils sont équivalents à une force f

constante et parallèle à la ligne de plus grande pente CD. On envoie le corps S du point A avec une vitesse vA=8m/s et il passe par le point D avec une vitesse vD=4m/s .

2-1- Déterminer l’intensité f de la force de frottement. (1.pt) 2-2- Trouver la valeur de l’altitude z_F du point F auquel le corps s’arrête. on donne g=10N/kg (1.pt) Exercice de chimie : (7pts)

On considère la réaction de combustion de l’aluminiumA dans le dioxygène O₂ qui produit l’alumineA₂O₃.

1) Ecrire puis équilibrer l’équation de la réaction. (1.pt) 2)Compléter le remplissage du tableau d’avancement suivant en déterminant le réactif limitant . (2.pts)

Equation de la réaction

Quantité de matière (en mol) avancement

états

0 6

7 0

Etat initial Etat de x transformation

xmax

Etat final

...

max 

Composition x

finale du mélange

3) Tracer sur le graphe représentant les variations de la quantité de matière des produits et des réactifs en fonction de l’avancement x de la réaction. (2pts) 4) Déterminer la masse d’alumine qui se forme t à la fin de la réaction . (1.pt) 5) Déterminer le volume de dioxygène qui reste à la fin de la réaction . (1pt)

On donne : M(Al)=27g/mol , M(O)=16g/mol et le volume molaire : VM=24L/mol

Correction

...... ...

Correction du 1^er Exercice de physique : 1) 1-1- Bilan des forces :

P 

poids du corps .

R 

: réaction du plan  au plan de contant car le contact se fait sans frottement.

F 

: la force motrice .

………

1-2- voir cours

………

1-3- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique sur le corps S entre A et B :

B A B A B A B

AEc WP WR WF







   

   

avec: 0

B A R W

:

et WP m.g.ABsin

B A 





donc:

Ec_B Ec_A m.g.AB.sinF.AB Or la vitesse au point A est nulle Ec

A=0 donc :

Ec_B m.g.AB.sin F.AB  Ec_B m.g.AB.sinF.AB et: AB

AB g m v

F  (1/2).m. ^B2  . . .sin

A.N: F 5,2N 1

30 sin . 1 10 . 4 , 0 4 . 4 , 0 ).

2 / 1

( ²

 







 

...... ...

2) 2-1- variation de l’énergie potentielle de pesanteur du corps S entre B et C :

Epp Epp_C Epp_B m.g(z_C z_B) m.g.BC.sin

C B















... ...

...... ...

2-3- Le contact se fait avec frottement sur le trajet BC , donc la variation de l’énergie mécanique est égale au travail de la force de frottement.

C C B BEm Wf

  

 

avec : donc : ^{Wf f BC}

C B











 

BC N E BC

f

f W ^m 2,8

6 , 0

30 sin 6 , 0 10 4 , 0 ) 4 3 , 1 ( 4 , 0 5 ,

0   ²  ²     







 



...

3) 3-1 on a :

Eppm.g.zC et comme : Epp0 ^si z z_B donc:^: 0m.g.z_BC  C m.g.z^B donc:^: Eppm.g.(zz_B)

^{Et on a:} . . . ( ) 2

1 2

B C C

C C

C Ec Epp mv mg z z

Em     

avec:

 sin . BC z

z_C  _B  donc:

 sin . . . .

2.

1 2

BC g m v m Em_C  _C 

(1)

A.N: Em_C . 0,4. 1,3 0,4 10 0,6.sin30 1,538 1,54J 2

1   2     



...

3-2-

Em_M  Ec_M Epp_M  Ec_M m.g(z_M z_B) :

or v_M 0 donc: Ec_M 0  Em_M m.g(z_M z_B)

' 'I h HH H

z

z_M  _B    :

avec hBC.sin

et: HH'OHOH'rcos



r.cos(







)

 z_M z_B BC.sinrcosr.cos()  z_M z_B  BC.sinr[cos.cos()]

alors: Em_M m.g.



BC.sinr[cos.cos()]



(2)

...

3-3- Or les frottements sont négligeables sur le trajet MC , il y’a conservation de l’énergie mécanique entre C et M : Em^M Em^C  d'après (1) et (2)



   



. . . .sin

2 )] 1 cos(

. [cos sin

. .

.g BC r mv ² mgBC

m     _C 

. 2

2. ) 1 cos(

. . . cos . .

.gr mgr mv_C

m   



r g v_C

. . ) 2 cos(

cos

2





  

 donc:

r g v_C

. . cos 2 ) cos(

2





 

