1ère S 2 Devoir Surveillé 3 - CORRIGE Le 24 novembre 2008
~ CHIMIE ~
Exercice 1 : Fonctionnement d'un airbag 8 pts
1. On a pV=nRT d’où nRTpV avec p= 1,30 bar = 1,30.105 Pa V= 90,0 L= 90,0.10-3 m3 T=30,0 °C = 303 K R=8,31 uSI
mol 65 , 303 4
31 , 8
10 . 0 , 90 10 . 30 , n 1
3 5
2. Tableau d’avancement :
Etat du système Avancement (en
mol) 2 NaN3 (s) 2 Na(s) + 3 N2 (g)
EI 0 n0 0 0
E en cours X n0 – 2x 2x 3x
EF xmax= 1,55 n0 – 2xmax = 0 2xmax 3xmax =4,65 D’après le tableau d’avancement : xmax4,3651,55mol.
Or n0 – 2xmax = 0 d’où n0= 2x1,55 = 3,10 mol
Pour le fonctionnement de l’airbag, il faut 3,10 mol d’azoture de sodium.
3. On a m=n x M avec n= 3,10 mol
M=22,9 + 3x14,0 =64,9 g.mol-1. D’où m=3,10 x 64,9= 201 g
Pour le fonctionnement de l’airbag, il faut 201 g d’azoture de sodium.
~PHYSIQUE ~
Exercice 1 : Mouvement d'un objet 3 pts
1.
On a:
1 3
2 2
3 1 2
s . m 6 , 10 0
. 20 2
10 . 4 , v 2
2 L v L
Avec L5L7= 2,4 cm = 2,4.10-2 m
= 20 ms = 20.10-3 s
On a:
Avec L1L3= 2,4 cm = 2,4.10-2 m
1 3
2 6
7 6 5
s . m 6 , 10 0
. 20 2
10 . 4 , v 2
2 L v L
= 20 ms = 20.10-3 s
ATTENTION : les vecteurs ne sont pas à l’échelle mais on peut choisir 1cm 0,1 m.s-1.
L1
Sens du mouvement
L2
L6
v2
v6
2. On a sur un tour complet : 20 positions d’intervalles régulier soit d’intervalle 0,31rad 20
2
soit i i 1 3 15,5rad.s-1
10 . 20 2
31 , 0 2
2
3. On a V=R., vérifions cette relation avec V=0,6 m.s-1
=15.5 rad.s-1 D'où: 3,8.10 m 3,8cm
5 , 15
6 , 0
V 2
.
A la règle, on mesure D=7,5 cm d'où R=7,5/2 = 3,75 cm. Les deux résultats sont donc cohérents et on à donc bien vérifié la relation entre V et .
4. La période étant le temps mis pour parcourir un tour, on a 0,4s 5
, 15
2
T 2
.
5. Le vecteur vitesse de L n'est pas constant car il change sans arrêt de direction même s'il garde la même valeur du début à la fin du mouvement.
Exercice 2 : pendule et force électrostatique 3 pts
1.
a
q q'
d
2. Les forces s’exerçant sur le système bille sont : la tension du fil T
, le poids de la billeP et la force électrostatique exercée par q’F
.
3. On a P = mg = 0,2 N (car m= 20 g et g=9,81 N.kg-1)(représenté par un vecteur vertical, descendant et de longueur 5 cm).
4. On a T = 0,23 N (représenté par un vecteur incliné de 20 ° vers la gauche et vers le haut et de longueur 5,8 cm).
5. D’après le principe d’inertie, la bille étant immobile, on a : T +P
+F
=0 . 6. De la relation vectorielle précédente, en projetant, on obtient :
P = T cosα et F = T sinα soit F = 7,9.10-2 N.
7. Par construction graphique, on retrouve bien un vecteur horizontal orienté de q vers q’ et de longueur 2 cm.
8. La valeur F peut aussi être donnée par la relation k qq2 '
F d où d est la distance séparant q et q’.
Donc
2
' q Fd
k q = 3,5.10-9 C ; il y a attraction donc q et q’ sont de signe opposé : q = - 3,5.10-9 C.
