Devoir n°1 de Sciences Physiques

Première S2- M. Diop - Année scolaire: 2009 - 2010
Devoir n°1 de Sciences Physiques
Exercice 1: (8 points)
1) Nommer les trois composés suivants
CH2
a)
H3C
CH3
CH3
Cl
C
C
Br
CH3
CH2
H3C
CH3
b)
CH3
CH
CH
H2C
CH
CH
CH3
CH3
CH
CH2
Cl
C
CH
CH2
CH
Br
CH3
HC
C
H3C
Cl
c)
F
Cl
CH3
H2C
HC
H3C
CH3
2) Un alcane gazeux a une densité égale à 1,034.
a) Déterminer sa formule brute.
b) Donner sa formule semi-développée et son nom.
3) On fait réagir du dichlore sur cet alcane. On obtient un produit contenant 55,04 % en masse de chlore.
a) Déterminer la formule brute de ce produit. Nommer ce composé.
b) Écrire l’équation-bilan de la réaction qui a lieu.
Exercice 2: (6 points)
Un mobile de masse m 200g considéré comme ponctuel se déplace le long d une glissière ABCD située dans un
plan vertical. La piste ABCD comprend trois parties:
-
Une partie circulaire AB de rayon r 50cm tel que AOB= 1 = 45°;
Une partie BC rectiligne de longueur L incliné d un angle 2=30° par rapport à l horizontale (voir figure). On
donne g 10 N/kg; HG 1,4m.
Une partie CD rectiligne et horizontale.
α1
1) Calculer le travail du poids P du mobile pour chacun des
déplacements AB, BC et CD.
2) Sur la piste BC, le mobile est soumis à des forces de
frottement représentées par une force f parallèle au plan
incliné, de sens contraire au déplacement et d intensité f.
Aussi la vitesse du mobile demeure constante égale à 5 ms-1.
a) Déterminer la valeur de l intensité de f et celle de la
réaction R du plan BC sur le solide.
b) Calculer le travail et la puissance de la force de
frottement sur la partie BC.
α2
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c) Déterminer la puissance du poids sur le trajet BC.
3) Afin de maintenir la vitesse constante sur la piste CD, le mobile est soumis à l action d une force motrice F m qui
représente en intensité 10% de son poids. Calculer l intensité de la force de frottement f1 sur la piste CD.
Exercice 3: (6 points)
Un solide (S) de masse m=250 g assimilable à un point matériel est lancé à partir d’un point B sur un plan incliné d’un
angle =30° avec une vitesse VB=6,1m/s.
1) En supposant les frottements négligeables et le plan incliné
suffisamment long, quelle longueur ℓ devrait parcourir (S)
sur le plan incliné avant que sa vitesse ne s’annule ?
2) En réalité on constate que (S) parcourt une distance BC=
ℓ1=3,2m le long du plan incliné à cause des frottements.
Calculer l’intensité de cette force supposée constante entre
B et C.
3) A l’extrémité C du plan incliné BC, le mobile (S) aborde sans
vitesse une piste circulaire CD, de centre B et de rayon ℓ1=3,2m. La position de (S) sur la piste circulaire CD est
repérée par l’angle =( BD ,BM ). Les frottements sont négligés. Exprimer la vitesse V de (S) au point M, en
fonction de ℓ1, , et g. Calculer cette vitesse pour =20°.
Bonne Chance
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Correction du devoir
Exercice 1: (8 points)
1) Nomenclature
CH2
a)
H3C
CH3
CH3
Cl
C
C
Br
CH3
CH2
H3C
CH3
CH3
1 pt
CH
CH2
Cl
CH
CH2
CH
Br
CH3
CH3
CH
C
CH
HC
C
H3C
CH
H2C
CH
Cl
Cl
c)
F
b)
3-bromo-4-chloro-3,4-dimethylhexane
CH3
H2C
HC
CH3
1 pt
H3C
1,1-dichloro-4-ethyl-3-fluoro-2-isopropyl-6-methylcyclohexane
CH3
2-bromo-2-chloro-6-ethyl-3,4,5-trimethyloctane
1 pt
2)
a) Formule brute de l alcane: M 29d 1,034 23
b) Sa formule est: CH3-CH3 : éthane 1 pt
30 g·mol-1
M
14n 2
30
n
2
1 pt
C2H6
3)
a) C2H6 + xCl
C2H(6-x)Clx + xHCl
M(C2H(6-x)Clx)
34,5x 30
100
34,5x 30
35,5x
55,04
x
1 le produit a pour formule: C2H5Cl
CH3-CH2-Cl : 1-chloroéthane 1 pt
b) C2H6 + Cl
C2H5Cl + HCl 1 pt
Exercice 2: (6 points)
1) Travail du poids
WAB ( P )
mgh1
mgrsin
WBC ( P )
mgh2
mg (HG rsin
WCD ( P )
0 car P
CD
1
0,2 10 0,5 sin45
1
)
0,71J
0,5 pt
0,2 10 (1,4 0,5 sin45)
2,09J
0,5 pt
0,5 pt
2)
a) Valeur de f et R
principe d inertie: f R P 0
(Ox): f Psin 2 0
f mgsin
(Oy): R Pcos
2
0
R
mgcos
2
2
0,2 10 sin30
0,2 10 cos30
1N
1 pt
1,73N
1 pt
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1 pt
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b) Travail et puissance de f
WBC ( f )
f L avec sin
WBC ( f )
f
HG rsin
sin 2
Puissance de f :
(f)
2
1
HG rsin
L
1
1,4 0,2 sin45
sin30
f .v
c) Puissance du poids sur BC:
3) Fm
BH
L
fv
(P)
1 5
(Ox): f1 Fm
0
f1
P
Fm
Fm
HG rsin
sin 2
L
d où
0,5 pt
α1
P.v
h1
0,5 pt
y
f
0
0,2N
1
0,5 pt
2,09J
5W
P v cos60 0,2 10 5 cos60 5W
10
10
10
P
mg
0,2 10 0,2N
100
10
100
Principe d inertie: f 1 R
1
R
1 pt
P
R
α2
f
Fm
Exercice 3: (6 points)
1) Soit E le point où VE
1
2
2 mVE
1
mVE 2
2
2
1
mV
2
B
x
0
WBE ( P ) WBE ( R )
mg ℓ sin
ℓ
VB 2
2gsin
6,12
2 9,8 sin30
2) Force de frottement f
1
1
mVC 2
mVB 2 WBC ( P ) WBC ( R ) WBC ( f )
2
2
f
m
VB 2
2 ℓ1
gsinα
3) Expression de V
1
1
mV 2
mVC 2
2
2
V
2g ℓ1(sin
0,25
6,12
2 3,2
WCM ( P ) WCM ( R )
sin )
9,8 sin30
1
mV 2
2
1
mVB 2
2
0,23N
2 pts
3,8m
mg ℓ1sin
f ℓ1
2 pts
mgh
mg ℓ1(sin
sin )
2 9,8 3,2 (sin30 sin20)
3,15 m·s-1
2 pts
R
f
R
P
P
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P

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