Exercice II ( 7 points) Exercice I ( 6 points) Cours FIDES Devoir de contrôle du 1 er février 2013 Mr Gachignard

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1 Cours FIDES Devoir de contrôle du 1 er février 2013 Mr Gachignard classe TS2 ( durée 3h30, calculatrice autorisée) Exercice I ( 6 points) NB : le champ électrique est défini par E = U AB / d Exercice II ( 7 points) La station spatiale internationale ISS (International Space Station) est à ce jour le plus grand des objets artificiels placé en orbite terrestre à une altitude de 400 km. Elle est occupée en permanence par un équipage international qui se consacre à la recherche scientifique dans l environnement spatial. Jusqu à présent, trois vaisseaux cargos ATV ont permis de ravitailler la station ISS. La station spatiale internationale, supposée ponctuelle et notée S, évolue sur une orbite qu on admettra circulaire, dont le plan est incliné de 51,6 par rapport au plan de l équateur. Son altitude est environ égale à 400 km. Données : rayon de la Terre : R = 6380 km masse de la station : m = 435 tonnes masse de la Terre, supposée ponctuelle : M = 5, kg constante de gravitation universelle : G = 6, m 3.kg 1.s 2 altitude de la station ISS : h=400 km expression de la valeur de la force d interaction gravitationnelle F entre deux corps A et B ponctuels de masses respectives m A et m B, distants de d = AB : ma. mb F G. d 2 1

2 1. Représenter sur un schéma : - la Terre et la station S, supposée ponctuelle ; - un vecteur unitaire n orienté de la station S vers la Terre (T) ; - la force d interaction gravitationnelle exercée par la Terre sur la station S. - Donner l expression vectorielle de cette force en fonction du vecteur unitaire. 2. En considérant la seule action de la Terre, établir l expression vectorielle de l accélération a de la station dans le référentiel géocentrique, supposé galiléen, en fonction de G, M, h, R et du vecteur unitaire. 3. Vitesse du satellite Montrer que, dans le cas d un mouvement circulaire, la valeur de la vitesse du satellite de la station a GM pour expression : v R h Calculer la valeur de la vitesse de la station en m.s 1 puis en km.h Combien de révolutions autour de la Terre un astronaute présent à bord de la station spatiale internationale fait-il en 24h? Exercice III ( 7 points) Partie A On va étudier les spectres infrarouges de quatre composés : le butanal, la butanone, l acide butanoïque et le butanoate de méthyle. 1. Donner la formule brute et la formule semi-développée de ces quatre composés. Entourer et nommer le groupe fonctionnel correspondant. 2. À partir des spectres fournis en annexe et des tables, relier chaque type de liaison à son nombre d onde. 3. La bande due à la liaison ( cm 1 ) est l une des plus caractéristiques de la spectroscopie infrarouge. Cette indication est-elle confirmée ici? 4. Comment distinguer un aldéhyde d une cétone à partir du seul spectre infrarouge? 5. Qu est-ce qui permet d identifier la présence d un acide carboxylique? Justifier. 6. On donne ci-dessous le spectre infrarouge d un composé inconnu. Que pouvez-vous déduire de ce spectre? Peuton déterminer exactement la fonction du composé? 2

3 Partie B À partir d une analyse complémentaire, on détermine la formule brute du composé inconnu C 4 H 8 O 2 (appartenant soit à la famille des acides carboxyliques, soit à la famille des esters ) 1. Donner alors les formules semi-développées envisageables des isomères de formule C 4 H 8 O 2. Indiquer pour chaque molécule le nombre de signaux RMN ainsi que leur multiplicité. 2. Le spectre RMN de ce composé montre trois signaux sur le spectre, quel composé pouvez-vous éliminer? 3. Avec les valeurs des déplacements chimiques données en annexe, interpréter le spectre RMN suivant et identifier le composé inconnu. Le nommer ANNEXE Déplacements chimiques 3

4 Spectres IR 4

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