NOM : ... Prénom : ... Classe : Tale S4
Le 13/02/2020 Devoir n°5 (1h) – CALCULATRICE INTERDITE Page : 1 / 3
I. Le télescope spatial Hubble (12 points)
Dès 1923, Hermann Oberth mentionne l’intérêt d’un télescope spatial. En effet, un télescope terrestre reçoit des radiations filtrées par l’atmosphère terrestre qui absorbe des radiations électromagnétiques dans le domaine de l’infrarouge notamment. Par ailleurs un télescope spatial n’est pas sensible aux turbulences atmosphériques.
Le télescope spatial Hubble, du nom de l’astronome américain Edwin Hubble, a été lancé en 1990. Celui-ci souffrait au départ d’un défaut de courbure du miroir, non détecté avant la mise en orbite, qui provoquait des images floues. Après modification grâce à une mission spatiale, Hubble put enfin fournir ses premières images de l’Univers dans le domaine du spectre ultraviolet, visible et proche infrarouge.
Le télescope Hubble, d’une masse constante m = 11 tonnes, est positionné sur une « orbite basse » à une altitude quasi constante h = 600 km de la surface de la Terre.
D’après www.wikipedia.fr et www.hubblesite.org Données (utiles ou inutiles)
Force gravitationnelle : = G
Base de Frenet : = aN + aT avec aN = et aT =
Constante de gravitation universelle : G 7 10–11 m3.kg–1.s–2
Masse du Soleil : MS 2 1030 kg ; Masse de la Terre : MT 6 1024 kg ; Rayon de la Terre : RT 6400 km
On étudie le système {télescope spatial Hubble} dans un référentiel adapté supposé galiléen en négligeant l’interaction gravitationnelle du Soleil avec le télescope.
1) Quel est le référentiel galiléen adapté pour l’étude du mouvement du satellite Hubble ? 2) Quelle est la trajectoire du télescope Hubble dans ce référentiel ? Justifier votre réponse.
3) La force gravitationnelle est-elle attractive ou répulsive ? Justifier votre réponse.
4) Enoncer, en toutes lettres, la deuxième loi de Newton.
5) A partir de la deuxième loi de Newton, dans l’approximation d’une trajectoire circulaire, démontrer que le vecteur accélération est centripète en utilisant la base de Frenet.
6) En déduire que le mouvement du télescope Hubble est uniforme.
7) Démontrer que l’expression de la valeur de la vitesse v du satellite est : v = . 8) Calculer la valeur approchée de la vitesse v du satellite en m.s-1.
Données utiles ou non : 2,4 ; = 7,7 ; 1,4 ; = 4,5
9) Compléter le schéma ci-dessous en indiquant au point H le vecteur , le vecteur , le vecteur , le vecteur vitesse . Utiliser, si possible, des couleurs différentes pour chaque vecteur.
10) Enoncer la 2ème loi de Kepler.
11) Donner la définition de la période de révolution T.
Démontrer alors la 3ème loi de Kepler dans le cas du télescope spatial Hubble.
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H
II. QCM sur la représentation spatiale des molécules (5 points)
Pour chaque question, cocher au stylo noir une ou plusieurs réponses correctes.
Pour chaque question, une réponse fausse annule une réponse correcte en cas de réponses multiples.
Molécules Questions
O
1
2 3
1
Pour la molécule de butanone :
Le carbone 1 n’est pas asymétrique Le carbone 2 est asymétrique Le carbone 3 est asymétrique Il n’y a aucun carbone asymétrique
O C OH C C H
3H NH
2Alanine
2
La molécule d’alanine :
Possède 1 carbone asymétrique Possède 2 carbones asymétriques Ne possède pas de carbone asymétrique 3
La molécule d’alanine :
Est chirale ; N’est pas chirale N’est pas achirale ; Est achirale 4
La molécule d’alanine :
Est une amine ; Est une amide
Est un acide -aminé ; Est un acide carboxylique
H N H H2
NH2 O
H
OH
1,2-diaminoethane-1,2-diol
5
La molécule 1,2-diaminoéthane-1,2-diol : Ne possède pas de carbone asymétrique Possède 1 carbone asymétrique
Possède 2 carbones asymétriques 6 La molécule 1,2-diaminoethane-1,2-diol :
Est chirale ; Est achirale
C C
H H
OH H
H H
C C
H
H H
OH
H H
7
Les 2 conformations représentées ci-contre : Ne sont pas équivalentes d’un point de vue
énergétique.
Représentent la molécule d’éthanol.
Diffèrent par une rotation autour d’une liaison C-H Diffèrent par une rotation autour d’une liaison C-C
8
Pour passer d’une conformation à une autre : Il y a une rotation autour d’une simple liaison.
Il y a une rotation autour d’une double liaison Il est nécessaire de rompre une liaison.
C C
C H3
OH H
CH3
O H
H C C
C H3
H OH
CH3
O H
H 9
Les 2 molécules représentées ci-contre sont : Des énantiomères
Des diastéréoisomères
Des stéréoisomères de conformation Aucune des réponses n’est correcte
10
2 molécules images l’une de l’autre dans un miroir sont :
Des énantiomères Des diastéréoisomères
Des stéréoisomères de conformation
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III. Transformations en chimie organique (3 points)
Chaque question peut avoir une ou plusieurs réponses exactes
Pour chaque question, cocher au stylo noir
Pour chaque question, une réponse fausse annule une réponse correcte en cas de réponses multiples.
1
Les molécules A et B possèdent la même chaîne carbonée principale.
Les molécules A et B possèdent le même groupe caractéristique.
Les molécules A et B sont des isomères.
Les molécules A et B sont identiques.
2
La molécule D ne possède pas de groupe carboxyle.
La molécule D est un alcool.
Les molécules D et E sont des isomères.
Les molécules D et E sont identiques.
3
On considère une molécule qui subit une réaction de substitution : Une double liaison va se créer dans la molécule.
Une double liaison va disparaître dans la molécule.
Elle va perdre certains de ses atomes (qui vont être remplacés par d’autres) Aucune des réponses n’est correcte
4
On considère une molécule qui subit une réaction d’addition : Une double liaison va se créer dans la molécule.
Une double liaison va disparaître dans la molécule.
Elle va perdre certains de ses atomes (qui vont être remplacés par d’autres) Aucune des réponses n’est correcte
5
La réaction représentée ci-dessous :
Est une réaction d’addition.
Est une réaction d’élimination.
Est une réaction de substitution.
6
La réaction représentée ci-dessous :
Est une réaction d’addition.
Est une réaction d’élimination.
Est une réaction de substitution.
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