LYCEE JULES SAGNA DE THIES SECONDE S
SERIE 3 2013 / 2014
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SERIE 3 : LA MASSE – LE POIDS – RELATION ENTRE POIDS ET MASSE
EXERCICE 1 : QUESTIONS A CHOIX MULTIPLES Choisir la (ou les) bonne(s) réponse(s)
1- La masse d’un corps est une grandeur:
a) vectorielle ; b)scalaire; c) positive ; d)scalaire intensive ; e)scalaire extensive ; f)qui reste invariable lorsque le corps est en mouvement ;g)dont la valeur est indépendante du lieu où se trouve le corps.
2- La balance de Roberval est une balance :
a)juste ; b)monoplateau ; c)avec une boites de masses marquées ; d)qui donne une excellente précision par simple pesée
3-Les balances monoplateau à affichage numérique :
a)peuvent être utilisées pour réaliser une double pesée ; b)sont des balances d’excellente précision ;c) sont adaptées à la mesure de masses de substances chimiques au laboratoire ; d)sont aussi utilisées dans le commerce.
4-La masse volumique de l’eau à 0°C est égale à:
a)1000 kg/m3; b)1kg/dm3; c)1kg/L ; d)1g/cm3.
EXERCICE 2 : PRINCIPE DE LA DOUBLE PESEE
On désire réaliser la double pesée pour mesurer la masse mSd’un échantillon de matière.
Soient m la masse totale des masses marquées lors de la première pesée et m’ la masse totale des masses marquées lors de la deuxième pesée.
1.Donner la définition de la tare à utiliser dans cette expérience.
1.Expliquer à l’aide de deux schémas, le principe de la double pesée. En déduire la masse mS, sachant que m = 355 g etm’ = 400 g.
EXERCICE 3 : DETERMINATION DE LA MASSE VOLUMIQUE D’UN SOLIDE PAR DEPLACEMENT D’EAU On se propose de mesurer la masse volumique µ d’un morceau d’aluminium par déplacement d’eau.
1-Préciser le matériel à utiliser.
2-Donner le protocole expérimental à l’aide de schémas.
3-On donne les résultats expérimentaux suivants :V = 62 mL ; V’ = 20 mL : mAl= 62 g.
a)Déterminer la masse volumique µAlde l’aluminium . L’exprimer en g/cm3 et kg/m3. Préciser sa densité d.
b)Déterminer la précision de la mesureµ/µ. Conclure.
Donnée :masse volumique de l’aluminium (valeur exacte) :µ0= 2,7 g/cm3. EXERCICE 5 : RELATION POIDS– MASSE
On désire réaliser une expérience pour établir la relation entre le poids P et la masse m d’un corps donné.
1-Enumérer le matériel à utiliser 2-Donner le protocole expérimental.
3- Exploitation
Au cours d’une séances de travaux pratiques, on a relevé le tableau de valeurs suivantes :
N° d’ordre du solide 1 2 3 4 5 6
Masse m (g) 50 100 150 200 250 300
Poids P(N) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
a) Tracer la courbe P = f(m).
Echelle :1cm pour 50 g ; 1 cm pour 0,5 N
b) Préciser la nature de la courbe obtenue. En déduire son coefficient directeura.
c) Interpréter physiquement la grandeura. En déduire la relation entre P et m.
EXERCICE 6 : LA COURONNE DU ROI HIERON : couronne en or ou en alliage or-argent ?
Au IIIesiècle avant J.C,Hiéron II (306-215)roi de Syracuse avait confié à un orfèvre, une certaine quantité d’or pour en faire une couronne. Soupçonnant l’orfèvre d’avoir remplacé une partie de l’or par de l’argent, Hiéron chargea le savant grec Archimède de vérifier s’il y avait fraude ou non sans détruire la couronne.
Archimède réussit.
Données :masse de la couronne :mc= 482,5 g; volume de la couronneVc= 29,1 cm3; masse volumique de l’or :o= 19,3 g/cm3;masse volumique de l’argent :a= 19,3 g/cm3; 1-Montrer qu’il y a bel et bien fraude.
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2-Soient moet marespectivement les masses d’or et d’argent cont²enues dans la couronne. On note de même par Voet Varespectivement les volumes occupés par l’or et l’argent dans la couronne.
a) Etablir une relation entre mo, maet mcpuis entre mo, ma, mc,o,aet Vc. b) Résoudre le système d’équations précédent pour déterminer moet ma.
c) Calculer les pourcentages volumique et massique de l’argent dans la couronne.
Peut – on alors considérer l’argent comme une impureté ? Confirmer alors le résultat EXERCICE 7 : CHAMP DE PESANTEUR ET ALTITUDE : UN PEU DE REFLEXION
En classe de Terminale, on montre que l’intensité g du vecteur champ de pesanteur varie avec l’altitude h suivant la loi : g(h) = g0R2/(R + h)2avec R le rayon de la Terre supposée sphérique.
Donnée : R = 6 400 km.
1-Préciser la signification de la grandeur g0.
2-On admet l’intensité du vecteur champ de pesanteur terrestre reste pratiquement constante jusqu’à une altitude H correspondant à une précisiong/g0 = 1/100 avecg/g0=gg0/g0.
On pose x = R2/ (R + h)2.
a) Exprimerg/g0en fonction de x.
b) Déterminer alors H pourg/g0= 1/100.
EXERCICE 8 : CARACTERISTIQUES DU VECTEUR POIDS ET DE LA MASSE D’UN CORPS Soit un solide S de massem = 800g.Données : gT= 98,81 N/kg ; gJ= 25,0 N/kg.
1. Calculer les poids PTet PJqu’aurait ce corps respectivement au dessus des surfaces de la Terre et de la planète Jupiter.
2. Représenter les vecteurs poids PT
et
P
Jdo solide S respectivement au dessus des surfaces de la Terre et de Jupiter en utilisant la figure1 que l’on reproduira. Echelle : 1 cm ↔ 2,80 N
3. On lâche une boule de pétanque de masse égale àm’ = 400 gà partir d’un point A situé en haut d’un plan incliné par rapport à l’horizontale (figure.2).
3.1. La masse et le poids de la boule de pétanque varient- ils au cours du mouvement ? Justifier à partir des caractéristiques de la masse et du vecteur poids.
3.2.Reproduire la figure.2 puis représenter le vecteur poids de la boule lorsque son centre d’inertie se trouve aux différentes altitudes h1, h2et h3.Echelle : 1 cm pour 1,3 N.
N.B :On prendra pour les altitudes h1, h2et h1des longueurs convenables.
3.3.La valeur du poids de la boule de pétanque calculée au1.3.2- serait-elle la même aupôle nord, à l’équateuret en un point quelconque du globe terrestres de latitude? Justifier la réponse dans chaque cas.
EXERCICE 4 : DETERMINATION DE LA MASSE VOLUMIQUE DE L’AIR
On se propose de déterminer expérimentalement la masse volumique de l’air à l’aide du matériel suivant : Balance de Roberval + boîte de masses marquées ; un cristallisoir ; deux (2) bouteilles d’eau minérales de 1,5 L ;une tare (T) ;un (1) ballon de football ; un (1) tuyau ; une (1) aiguille pour gonfler et dégonfler le ballon ; une (1) pompe à air.
1- Expérience :Donner en trois étapes (schémas à l’appui), le protocole expérimental de la détermination de la masse volumiqueade l’air.
2- Exploitation
On donne les résultats expérimentaux suivants : masse d’air mesurée :ma= 4,0 g; volume d’air mesuré :Va= 3,0L.
a)Déterminera.
b)Donner la précision de la mesure sachant la masse volumique exacte de l’airρ0= 1,293 g/cm3. c)Déduire de cette expérience, la masse d’un litre d’air.
Figure 1 Figure 2
Nom du document : SERIE 3 LA MASSE LE POIDS ET RELATION Répertoire : K:\SERIE TD 2°S\SERIE TD 2°S PHYSIQUE
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Auteur : modou diouf
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Date de création : 07/02/2014 23:10:00 N° de révision : 32
Dernier enregistr. le : 08/02/2014 18:30:00 Dernier enregistrement par : modou diouf Temps total d'édition : 48 Minutes
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