Exercice III Comment la physique vient au service de la course à pied ?
F 1. Pour calculer une pression P, on applique la relation P =
S
1000 1000
Dans les deux calculs demandés, la force F a pour valeur F = 1 000 N Pa = = 1,0 x 105 Pa Pt = = 3,3 x 105 Pa 100 x 10-4 30 x 10-4
Remarque La surface est donnée en cm² alors que dans le calcul elle doit s’exprimer en m². Ainsi Sa = 30 cm² = 30 x 10-4 m² Les points sont répartis de la façon suivante:
- conversion des cm² en m² pour les surfaces (0,25 points).
- le calcul (0,25 points).
- le résultat (0,25 points).
- l’unité de la pression calculée. (0,25 points).
1.2. On a bien une pression plus faible dans le cas de la foulée naturelle. Les effets sur les articulations seront donc moindres (0,5 pts) 2.1. D’après le document, on perd au minimum1 L par heure de course. La course étant de 2 h 30, il faut donc emporter au minimum 2,5 L d’eau (1 pt).
V
2.2.1. D = (0,5 pts)
t 50,0 x 10-6
2.2.2. D = = 25,0 x 10-6 = 2,5 x 10-5 m3.s-1. 2,0
Remarque Le volume est donné en mL alors que dans le calcul elle doit s’exprimer en m3. Ainsi V = 50,0 mL = 50 x 10-6 m3 Les points sont répartis de la façon suivante:
- conversion des mL en m3 (0,5 points).
- le calcul (0,25 points).
p
2.3.1. On applique la relation D = soit p = R x D = 1,0 x 107 x 2,5 x 10-5 = 2,5 x 102 Pa (1 pt) R
2.3.2. D’après l’énoncé, un être humain crée facilement une dépression égale à 1,0 x 104 Pa, soit 100 x 102 Pa. Une valeur de dépression bien supérieure à la valeur 2,5 x 102 Pa (0,5 points)
2.4. On presse la poire pour éjecter l’eau que l’on a moins besoin d’aspirer. L’effort est fait par la main et ne perturbe pas la respiration du coureur. (0,5 points)
c 3,00 x 108
3.1. On applique la relation = = = 1,9 x 10-1 m = 19 cm (0,5 pt)
1 575 x 106
Remarque La fréquence est donnée en MHz. Or dans le calcul elle doit s’exprimer en Hz. Ainsi = 1 575 MHz = 1 575 x 106 Hz 3.2. A = UV (0,5 pt) B = Domaine Visible (0,5 pt) C = IR (0,5 pt)
3.3. On a calculé une longueur d’onde = 19 cm, bien au-dessus de 1 mm. C’est donc une onde hertzienne, une onde radio, une onde invisible (0,5 pt)
