Volonté – Travail – Excellence
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Lieu : situé dans les locaux du GROUPE SCOLAIRE BILLINGUE ISLAMIQUE
Njissamtouen
LE REFLEX !! Leader dans la préparation des examens
Classe 1ères Séries C et D Durée 2h Coef. 02 Année scolaire 2020 / 2021
ÉPREUVE DE PHYSIQUE
PARTIE A : ÉVALUATION DES RESSOURCES 20 POINTS
EXERCICE 1 : VÉRIFICATION DES SAVOIRS 08POINTS 1. Définir : Incertitude élargie ; modélisation ; travail d’une force. 1pt
2. Formuler les hypothèses simplificatrices pour modéliser une situation. 1pt
3. La justesse et la fidélité sont deux qualités primordiales de tout instrument de mesure. Quelle différence faites-vous entre elle en parlant des erreurs systématiques et aléatoires. 1pt 4. En parlant des incertitudes types B :
4.1. Donner la valeur du niveau de confiance correspondant respectivement aux facteurs d’élargissement K1 = 1, K2 = 2, K3 = 3. 1.5pts
4.2. Déduire les intervalles de confiance correspondant aux facteurs d’élargissement K1 et K2. 1pt 4.3.Citez deux sources d’erreurs de mesure évaluées par des incertitudes de type B. 1pt
5. Donner la méthodologie de construction et de validation d’un modèle. 1.5pts
EXERCICE 2 : APPLICATION DES SAVOIRS 04POINTS 1. Un petit solide (S) de masse m=250g, peut glisser sans frottements sur une piste dont le profil est
donné ci-dessous. Le solide est abandonné sans vitesse initiale en A situé à l’altitude hA= 85cm du sol. Soient B et C deux points de la trajectoire suivie par le solide, tels que hB = 42cm, et hC = 25cm.
On prend le plan horizontal passant par C comme niveau de référence pour l’énergie potentielle de pesanteur. On prendra g= 10N.kg-1.
a) Calculer Le travail W(P) effectué par le poids du solide entre A et B. 1pt b) L’énergie cinétique du solide en C. 2pts
c) Montrer que l’énergie cinétique du solide lorsqu’il arrive à l’extrémité D de la piste, est égale à celle en C (la portion CD de la piste est horizontale). 1pt
EXERCICE 3 : UTILISATION DES SAVOIRS 08POINTS 1. On mesure avec un voltmètre de classe 2 une tension U = 2,53 V avec le calibre 20V. déterminer : a) L’incertitude – type pour le calibre 20 V. 1pt
b) L’incertitude élargie pour un niveau de confiance de 99% et en déduire la valeur de la tension. 2pts 2. On réalise une série de pesées d’un échantillon de masse m avec une balance
électronique. Les résultats sont les suivants :
Essai 1 2 3 4 5
m(g) 22,85 22,87 22,81 22,79 22,84
1. Déterminer la moyenne de ces mesures. 1pt
2. Calculer l’incertitude-type de répétabilité pour cette série de mesure. 2pt
3. Pour une série de mesures et un intervalle de confiance de 95 %, le coefficient d’élargissement (coefficient de Student) vaut t(5 ;95%) = 2,57. Déterminer L’incertitude élargie de répétabilité et déduire la valeur de la masse. 2pts
PARTIE B : ÉVALUATION DES COMPETENCES 16 POINTS Situation problème 1 10pts
Deux groupes d’élève du REFLEX effectuent des mesures de la tension d'une même pile dont la valeur théorique est 4,5V. Ils n'utilisent pas le même voltmètre. Les résultats sont :
Groupe 1 4,55V 4,54V 4,52V 4,48V
Groupe 2 4,76V 4,82V 4,89V 4,80V
Tâche 1 : En justifiant, indiquez quel groupe présente la plus grande erreur aléatoire et celui qui présente la plus grande erreur systématique.
Tâche 2 : Quel groupe semble avoir le voltmètre de meilleur qualité ? Quel groupe possède le voltmètre mal étalonné ?
Situation problème 2 10pts
La courbe d’étalonnage des variations du carré de la tension électrique U aux bornes d’un fer à repasser augmente fortement avec la puissance P dissipée sous forme de chaleur, avec un coefficient de
proportionnalité qui a la même valeur que la resistance R du fer à repasser. Un résultat de cette expérience a donné pour U = 8,66V, R = 15,00Ω et P = 5,00W.
Établir par modélisation en utilisant aussi la loi d’Ohm la relation donnant la tension U en fonction de la puissance P et la résistance R du fer à repasser.
