Page 1 sur 8 CORRIGE DU BACCALAUREAT BLANC 2016 : SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIQUES

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1 Page sur 8 RRIG DU BAALAURAT BLAN 6 : SINS PHYSIQUS T HIMIQUS XRI.. L ARÔM D VANILL (7 poins). À propos de la moléule de anilline... La moléule de anilline ne présene auun aome de arbone lié à quare groupes d aomes différens. Ainsi, elle ne possède pas d aome de arbone asmérique... Groupe hdroxle H anilline Groupe arbonle.3. La moléule d éhlanilline possède un groupe méhle H 3 supplémenaire par rappor à la anilline. es moléules n on pas la même formule brue, elles ne son pas isomères. La proposiion a es fausse. Une moléule hirale n es pas superposable à son image dans un miroir plan. anilline H H image de la anilline es deux moléules son superposables ar il a libre roaion auour de ee liaison. n peu onduire le même raisonnemen pour l éhlanilline La proposiion b es fausse. Remarque : eraines moléules hirales ne possèden pas d aome de arbone asmérique.. Dosage sperophoomérique de la anilline onenue dans un exrai de anille aheé dans le ommere... La anilline a édé un proon H +, il s agi d un aide dans la héorie de Brønsed.... La ourbe monre que l ion phénolae n absorbe pas la lumière (A = ) pour λ > 4 nm. e ion n absorbe pas dans le domaine isible.... L ion onien moins de 7 doubles liaisons onjuguées, son maximum d absorpion n es pas dans le domaine isible. Les soluions basiques de anilline ne son pas olorées.

2 Page sur Voir ourbe i-onre :.3. La ourbe représenaie de la fonion A = f() es une droie passan par l origine. A e son liées par une fonion linéaire, elles son proporionnelles. e qui peu se raduire par A = k...4. Méhode graphique : n déermine l absisse du poin d ordonnée,88. = 6,5,5 5 = 3,3 5 mol.l = 33 µmol.l 6,5 m.5. Aenion «ompe enu du prooole suii». n a proédé à une diluion aan de doser la anilline. Soluion mère : Soluion fille (soluion dosée) : V =, ml d éhanillon de anille liquide V = 5 ml onenraion molaire? = 3,3 5 mol.l - Au ours de la diluion, la quanié de anilline se onsere : n = n.v =.V = V V = 8,5. 3 mol.l - =.M =,3 g.l

3 Page 3 sur 8 XRI. L PISTLT LAN-FUS (7 PINTS). DUR D VISIBILIT D LA FUS.. Figure : Trajeoire de la fusée élairane g.. Dans le référeniel erresre onsidéré galiléen, on peu appliquer la deuxième loi de Newon au ssème {fusée élairane} pour déerminer les oordonnées du eeur aéléraion. ee loi sipule que dans un référeniel galiléen, la somme des fores exérieures appliquées au ssème (ii la fusée élairane) es égale à la dériée du eeur quanié de mouemen. d p d( mf. ) dmf d Fex. mf. d d d d dmf n néglige la ariaion de masse de la fusée pendan son mouemen don = e la deuxième d d loi de Newon deien : Fex mf. = m f. a. d n néglige oues les aions dues à l air (froemen, poussée d Arhimède), alors la fusée es en hue libre, soumise uniquemen à la fore poids P. Ainsi P m. a. m f. g = m f. a g = a f Dans le repère (, i, j ), on obien a ax( ) a g () d.3. omme a, on a d n primiian, on obien iniiales. d x() ax( ) d a d () a () g d x( ) où e son des onsanes liées aux ondiions ( ) g.

4 Page 4 sur 8 x.os À la dae = s, on..sin x( ).os n en dédui ( ) g..sin dx() dx() x() x( ).os d d omme, on a d() d() () ( ) g..sin d d x( ).os. 3 n primiian, on obien G où 3 e 4 son des onsanes liées ( ). g. ².sin. 4 aux ondiions iniiales. À la dae = s, la fusée élairane es siuée à la sorie du pisole à une aliude h don G. h x( ).os. n en dédui G ( ). g. ².sin. h onformémen aux équaions horaires proposées..4. Pour déerminer la aleur de la durée du ol de la fusée élairane, on herhe la dae Vol pour laquelle la fusée ouhe le sol, ainsi ( ol ) =. Il fau résoudre l équaion du seond degré :. g ol. ol h e ne reenir que la soluion posiie. ol = g.sin (.sin )² 4. h g =.sin (.sin )². g. h 5 sin55 (5 sin55)² 9,8,8 ol = = 8,4 s 9,8 Méhode moins rigoureuse : résoluion numérique. g. ² ol.sin. ol h,5 9,8. ² 5 (sin55).,8 ol ol g 4,9. ol ² 4,96. ol,8 alul du disriminan : Δ = (5 sin55) 4 (-4,9),8 = 7,8 5 sin55 7,8 ol = = 8,4 s 4,9.5. n a ( ). g. ².sin. h. n sai que la fusée ommene à élairer au bou d une seonde. Pour onnaîre l aliude à parir de laquelle la fusée ommene à élairer, alulons ( = s). ( s). g.sin h 9,8 5 sin55,8 = 38 m = 4 m ae seul hiffre signifiaif. n herhe l aliude à laquelle la fusée esse d élairer.

5 Page 5 sur 8 La fusée élaire ensuie de façon inense pendan 6 seondes, elle aein alors l aliude ( = 6 + ). ( 7 s) 9,8 7² 5 sin55 7,8 = 48 m = 5 m ae un seul hiffre signifiaif. n a roué que la fusée élairai enre 38 e 48 m d aliude. La fusée éan rès haue elle élaire une large zone, e qui semble adapé au bu reherhé.. Pour aller un peu plus loin.. p ( mp mf). Aan que la fusée ne quie le pisole, on a don p... Éjeion de la fusée... La quanié de mouemen d un ssème isolé se onsere : p e.... Juse après l éjeion de la fusée, la quanié de mouemen du ssème a pour expression : p mp. p mf. omme p e alors mp. p mf. p m. f m p..3. Le ssème n'es éidemmen pas isolé, il ne sera pas possible de onsidérer la quanié de mouemen onserée.

6 Page 6 sur 8 XRI 3. : LLISINS AU LH (6 PINTS). À propos du boson de Higgs.. L obseraion du boson de Higgs onfirme la héorie de Higgs, Brou e ngler. ee héorie perme de omprendre pourquoi les pariules élémenaires on une masse, e qui omplèe la héorie du modèle sandard... L obseraion du boson de Higgs nous ramène dans un passé exrêmemen loinain, auour de s après le Big Bang, soi ers la naissane de l Uniers.. Appor de la relaiié resreine.. = (γ ).m p. ae γ = Si alors γ alors.. Le guide du LH indique : Pour =, , alors = 45 GeV Pour =, , alors = 5. xprimons le rappor : =.m p. =.... P P m m =, , =, , = 5,565 soi eniron 6. L énergie inéique d un proon a éé mulipliée par 6, e qui es ohéren ae le guide du LH qui indique un faeur d eniron oale = + m oale = (γ ).m p. + m p. oale = γ. m p. m p. + m p. oale = γ. m p. omme = (γ ).m p. on peu onsidérer oale = si γ = γ don si es négligeable fae à γ.

7 Page 7 sur 8 alulons la aleur du faeur de Lorenz ae les proons animés d une iesse (les plus lens, ainsi γ sera le plus faible). γ = = = 4, , , n érifie effeiemen que γ >>, don l énergie oale du proon es praiquemen égale à son énergie inéique. 3. Manipulaion à haue énergie 3.. L énergie de ollision enre les deux proons es égale à la somme de leurs énergies inéiques : ollision = p n uilise les données du doumen 3 : Les proons à pleine iesse possèden une énergie inéique quinze fois supérieure à elle qu ils on au momen où ils pénèren dans le LH. p = 5 45 GeV ollision = 5 45 GeV =,35 4 GeV = 3,5 TeV e en ne onseran que deux hiffres signifiaifs, on érifie bien que ollision = 4 TeV. Aure méhode : n alule l énergie inéique des proons les plus rapides, de iesse : p = (γ ).m p. =. mp. p =, =,36 6 J, n soke la aleur non arrondie en mémoire de la alularie. ollision = p ollision =,36 6 =,465 6 J n oneri en TeV 6, 465 ollision = = 4, TeV 9, 6 ee méhode donne bien le résula ae rois hiffres signifiaifs omme le suje le demande. 3.. haque proon possède une énergie oale de 7, TeV. Il irule 88 paques onenan haun milliards de proons. L énergie inéique de l ensemble des proons au : 7, 88 9 =,6 5 TeV n oneri ee énergie en joules : TeV = ev =,6 9 =,6 7 J L ensemble des proons on une énergie de,6 5,6 7 = 3,46 8 J, soi un ordre de grandeur de 8 J. Énergie inéique d une rame de TGV lanée à pleine iesse, supposons = 36 km.h -. Alors = m.s -, soi un ordre de grandeur de m.s -. TGV =. m. TGV = TGV 444 ( ) 3 =, 9 J, don un ordre de grandeur de 9 J L énergie inéique de l ensemble des proons es de l ordre d un dixième de elle d une rame de TGV à pleine iesse.

8 Page 8 sur 8 4. Quelle durée de ie au LH? 4.. La durée de ie propre du méson es définie dans le référeniel propre. Don dans le référeniel où les deux éènemens «naissane» e «mor» on lieu au même endroi, 'es-à-dire dans le référeniel {méson}. 4.. Dans le référeniel du laboraoire le méson parour la disane d ae une iesse praiquemen égale à. d = = don ΔT = d T., ΔT = = 3,3 s n roue ΔT > ΔT, e qui es ohéren ae ΔT = γ. ΔT. n effe γ >, e qui signifie que la iesse du proon es suffisammen prohe de elle de la lumière pour que la dilaaion des durées soi perepible.