Correction DS du 09/10/09

(1)

DS Physique-Chimie n°1 vendredi 9 octobre 2009 – Durée 2H

CORRECTION

Exercice n° 1 : L’atome d’hydrogène 1) Ra=5,30.10^-11 m ; Rn=2,20.10^-15 m

2) ₁₅ ⁴

11

10 . 41 , 10 2

. 20 , 2

10 . 30 ,

5 

 _^

n a

R

3) L’ordre de grandeur de ce rapport est 10⁴.

4) Pour le noyau : 1,25 cm (attention, c’est le diamètre de la balle de ping-pong qui est donné) représente 2,20.10^-15 m

Pour l’atome : x doit représenter 53,0.10^-12 m

On effectue donc un produit en croix : 301m

10 . 20 , 2

10 . 0 , 53 25 , 1

15 12

 

 _ ^

x .

La sphère représentant l’atome aurait un rayon de 301 m.

Exercice n°2 : Méthode de la parallaxe

I) Soit L, la largeur de la rivière ; on a d’après le Théorème de Thalès : BA

OC L

l L 

d’où



 



 







 



 















1 1

1

BA OC L l

BA OC L

l BA OC L

l BA

OC L

l L L

Avec : l = 1,5 m ; OC=43 m ; AB = 40 m

D’où L 20m

40 1 43 5 ,

1 



 



 

 . La largeur de la rivière est donc de 20 m.

II) 1) On l’appelle la technique de visée ou du pouce.

2)

3) D’après le Théorème de Thalès :

d H  Dxh

4) 6,0m

10 . 70

10 . 21 20

2 2 

 x _ ^

H

H h

D d

(2)

Exercice 3 : Mesure par technique de l’écho On sait que

2 t

h v avec V= 1500 m/s et t=0,50 s d’où 3,7.10 m 2

5 . 0

1500  2



h .

Exercice 4 : Voir dans le passé

1. On a 5.10 s 1,5.10 an

10 . 0 , 3

10 . 5 ,

1 13 6

8

22  



 c

t d avec d=1,5.10¹⁹ Km=1,5.10²² m et c=3,0.10⁸m/s On

sait que 1 a.l  9,46.10¹² Km X a.l  1,5.10¹⁹ Km

D’où 1,5.10 a.l

10 . 46 , 9

10 . 5 ,

1 6

12 19 



x

2. D’après la question précédente, les habitants de la constellation de la Baleine voient la période Pléistocène.

Exercice 5 : Etude documentaire 1.

On sait que 1pied = 30 cm = 0,30 m Donc :

h=10 pieds = 10x0,30=3 m d =15 pieds =15x0,30= 4,5 m D = 500 pieds = 500x0,30=150 m

2. Le fil de plomb sert à bien planter verticalement la perche pour qu’elle soit parallèle à la falaise.

3. D’après le Théorème de Thalès : 3,4.10 pieds 3,3.10 x0,30 1,0.10 m 15

10

500  2  2  2



 d

H Dxh

4. Le « rayon visuel » qui sert à faire la visée provient d’un rayon de la lumière réfléchie du sommet de la falaise ; ce rayon ne « part » donc pas de l’œil de Cyrus Smith.

Exercice 6 : Expérience de Franklin

1a – 40 gouttes occupent un volume de 1mL donc 1 goutte occupe un volume 40 fois plus petit.

Volume d’une goutte Vgoutte= 1,0 mL/40 = 0,025 mL Vgoutte = 0,025 cm³ 1b – Pour 100mL de solution S on a 0,20mL d’huile soit 0,2 % d’huile

1c - Donc 0,025mL de solution on a

100 20 , 0 025 ,

0 

huile 

V = 0,00005 mL Vhuile =5,0.10^-5 cm³ 2b – La tâche est composée d’huile

2c – L’éther de pétrole étant miscible à l’eau s’est dissout.

2d – L’épaisseur de la tâche :

H

h

D d

(3)

Le volume de la tâche est déterminé par le produit de son épaisseur par sa surface. Dans un premier temps on calcule la surface :

2 2

2



 









 D

R

S   avec D = 20,0 cm on trouve S = 314cm²

On connaît le volume d’huile contenu dans une goutte, on peut donc en déduire l’épaisseur :

e S V_huile   =>

S

eV^huile avec Vhuile =5,0.10^-5 cm³ et S =314 cm² on trouve e = 1,59.10^-7 cm soit e = 1,59nm

2e – L’épaisseur de la tâche correspond à la longueur d’une molécule d’huile, puisque chaque molécule d’huile composée d’une partie hydrophile et d’une partie hydrophobe se positionne les unes à côtés des autres comme le montre le schéma ci-contre:

Talc

Tâche d’huile Diamètre