Transcript PROBLEME RESOLU n° 5-A : Mouvement rectiligne

IA Thiès/LMND de MEKHE
Cellule des sciences physiques
Mr DIOUF
Année scolaire : 2008-2009
Terminale S2
Contrôle continu n°1 : Physique-Chimie
PROBLEME 1 : oxydation ménagée
L'hydratation de 2,1 g de propène conduit à un mélange de 2 alcools isomères A et B.
1. Donner leurs formules et leurs classes.
2. L'oxydation de l'alcool A par excès de permanganate de potassium, en milieu acide, conduit à une
espèce chimique C que l'on peut extraire. C se dissout dans l'eau en donnant une solution de pH
inférieur à 7.
- Identifier C.
- En déduire la formule de l'alcool A.
- Ecrire l'équation de l'oxydation de A en C.
3. On dose la solution aqueuse de C avec une solution de soude de concentration 0,25 mol/l.
L'équivalence est atteinte pour 24 mL de soude versée.
Calculer la quantité (en moles) de l'espèce C puis calculer celle de A.
- En déduire les proportions molaires des alcools A et B lors de l 'hydratation du propène .
PROBLEME 2 : degré alcoolique d'un vin
On réalise le dosage de l'éthanol contenu dans in échantillon de vin pour en déterminer le degré alcoolique.
Le degré alcoolique d'un vin est le pourcentage volumique d'alcool pur ( mL) ; mesuré à une température de
20°C, contenu dans 100 mL de vin.
étape 1 : il faut d'abord isoler l'alcool des autres composés du vin (acides, matières minérales, sucres,
esters,...) en réalisant une distillation. On distille 100 mL de vin pendant un temps suffisamment long pour
recueillir tout l'éthanol. On introduit le distillat dans une fiole jaugée de 1000 mL que l'on complète jusqu'au
trait de jauge par de l'eau distillée. La solution obtenue est notée S.
étape 2 : on introduit v0= 10 mL de solution S dans un erlenmeyer puis on ajout v1 = 20 mL de solution de
dichromate de potassium de concentration c= 0,10 mol/L. Les ions dichromates sont introduits en excès. On
ajoute 10 mL d'acide sulfurique concentré. On laisse réagir pendant 30 min. On suppose que tout l'alcool a
été oxydé.
Couples oxydant / réducteur : Cr2O72- /Cr3+ ; C2H4O2/C2H6O.
étape 3 : On dose alors les ions dichromate en excès avec une solution de sel de Mohr de concentration
contenant des ions Fe2+ tels que [Fe2+]= 5,00.10-1 mol.L-1. Le volume de solution de sel de Mohr nécessaire
pour atteindre l'équivalence (repérée à l'aide d'un indicateur de fin de réaction) est Véq = 7,3 mL.
L'équation de la réaction entre les ions fer II et les ions dichromate est :
Cr2O72- + 14 H3O+ + 6 Fe2+ = 2 Cr3++ 21 H2O + 6 Fe3 +
masse volumique de l'éthanol : ρ = 780 kg m-3.
1. Ecrire l'équation de la réaction entre les ions dichromate et l'éthanol.
2. Déterminer la quantité de matière n0 ( en mmol) d'ion dichromate contenus dans le volume v1 = 20
mL de solution de dichromate de potassium.
3. Déterminer la quantité de matière n1 ( en mmol) d'ion dichromate restant après l'oxydation de
l'éthanol.
4. Calculer la quantité de matière nE ( en mmol) d'éthanol contenu dans 1 L de S.
5. En déduire le degré alcoolique ( en °) du vin utilisé.
Exercice 1 : Mouvement rectiligne sinusoïdal
Une particule est animée d’un mouvement rectiligne sinusoïdal :
x = Xm cos ( 4π t + φ ) (1)
1 Calculer la pulsation w, la période T et la fréquence f de ce mouvement.
2 Déterminer l’amplitude Xm et la phase φ à l’origine des temps sachant qu’à la date t = 0 s on a :
x0 = 0 m et v0 = 0,5 m/s
3. Déterminer le temps de passage à Xm/2.
Exercice 2 : relais 4 x 400
Un coureur X arrive avec un mouvement uniforme v=7,5 ms-1. A 10 m devant lui, le coureur Y s'élance d'un
mouvement uniformément accéléré a=2 ms-2.
1. Quel temps s'écoule entre le moment où Y démarre et le passage du témoin.
2. Pendant cette durée quelles sont les distances parcourues par X et Y.
3. Tous les coureurs ont une accélération de 2 ms-2 jusqu'à atteindre une vitesse v= 7,5 ms-1 qu'il
conserve jusqu'au passage du témoin. Les passages du témoin se font tous les 400 m. Quelle est la
durée de la course ?
PROBLEME : Mouvement parabolique d'un plongeur
A la date t = 0, un plongeur quitte un tremplin avec une vitesse
, de valeur 4,50 m / s, inclinée de α= 40°
par rapport à l’horizontale. On étudie le mouvement du centre d’inertie G du plongeur par rapport au
référentiel terrestre supposé Galiléen. On associe à ce référentiel un repère orthonormé ( O,
sur le schéma ci-dessous.
) représenté
1. Donner, à l’instant du départ, les coordonnées du vecteur position
, du vecteur vitesse et du
vecteur pesanteur .
On donne g = 9,8 m / s² et OG0 = 6 m = y0.
2. En appliquant le théorème du centre d’inertie, on peut établir les équations horaires donnant la position du
centre d’inertie G à chaque instant de la trajectoire aérienne. On trouve :
= x + y avec :
x = V0 cosα t (1)
1
y = - g t2+ V0 sinα t + y0 (2)
2
Trouver l’équation littérale y = f (x) de la trajectoire.
Vérifier que cette équation, avec les valeurs numériques de l’énoncé, s’écrit :
y = - 0,41 x2 + 0,84 x + 6.
3. Déterminer littéralement les coordonnées du vecteur vitesse et du vecteur accélération à l’instant t.
Représenter ces deux vecteurs au point G, sur le schéma ci-dessus.
4. Calculer les coordonnées du point H où le plongeur pénètre dans l’eau.
Calculer la date et la vitesse du plongeur à son arrivée au point H.