ÉVALUATION SECONDE PHYSIQUE CHIMIE LE SPORT correction

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1 ÉVALUATION SECONDE PHYSIQUE CHIMIE LE SPORT correction EXERCICE 1 Tapis roulant (5.5 points) Pour s entrainer dans une salle de sport, Léa marche rapidement sur un tapis roulant qui défile à vitesse constante. Léa est «modélisée» par son centre d inertie G. 1 ) Léa est modélisée par son centre d inertie G, signifie que l on étudie le mouvement du centre d inertie de Léa plutôt que le mouvement du corps entier. Cela permet de simplifier l étude de la trajectoire. (1pt) 2 ) Le mouvement de Léa dans le référentiel lié à la terre est immobile. Elle ne se déplace pas par rapport à la salle de sport, elle fait du «sur place» (1pt) 3 ) Le mouvement de Léa dans le référentiel lié au tapis est un mouvement rectiligne uniforme vers l avant puisque les tapis se déplace vers l arrière à vitesse constante.(1pt) 4 ) Le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à la terre est u mouvement rectiligne uniforme vers l arrière car la trajectoire est une droite et la vitesse constante.(1pt) 5 ) Le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à Léa est egalement rectiligne vers l arrière pusique Léa est immobile dans le référentiel terrestre.(1pt) 6 ) Un exemple de mouvement non pris en compte dans cette étude, du fait de la modélisation de Léa par son centre d inertie pour l étude de ce mouvement est le mouvement des bras, de la tête ou des pieds. (0.5 pt) EXERCICE N 2 Croix de fer (7.5 points) 1 ) Bilan des forces qui s exercent sur le gymnaste assimilé à son centre d inertie G. Le poids, exercé par la terre, vertical, dirigé vers le bas passant la le centre de gravité du gymnaste G. Les forces exercées par les anneaux, direction :le long des cordes des anneaux (verticales accepté), vers le haut, passant par les mains gauche et droite du gymnaste. 2 ) En appliquant le principe d inertie, interpréter l équilibre du gymnaste en terme de forces. Le gymnaste est en équilibre (mouvement rectiligne uniforme de vitesse nulle) donc les forces qui s exercent sur lui se compensent. 3 ) Le gymnaste à une masse de 64 kg. Calculer le poids du gymnaste. On prendra g = 10 N.kg -1 P = mxg = 64x10 = 640 N 4 ) Déterminer la valeur de chacune des forces (identiques) exercées par les anneaux sur le gymnaste. Chaque anneau exerce une force F = P/2 = 320N pour compenser le poids. 5 ) En prenant comme échelle 1cm pour 200N, représenter sur la photographie les forces s appliquant au gymnaste. P est représenté par un vecteur de longueur 3,2cm F1 et F2 par une force de 1.6cm F1 P F2

2 EXERCICE N 3 Chute d une bille (5 points) Une bille de verre est entièrement immergée dans l eau d une éprouvette graduée, puis lâchée sans vitesse initiale. Le mouvement est filmé à l aide d une webcam, puis les positions successives du centre de la bille sont repérées grâce à un logiciel de pointage. Données : intervalles de temps entre deux positions successives =40 ms a) Numéroter les différentes positions de billes dans l ordre chronologique en partant de la position G 0 b) Quelle est la trajectoire de la bille? Justifier Les points sont alignés la trajectoires est une droite c) En observant la chronophotographie, décrire précisément le mouvement de la bille en analysant les écarts, la vitesse puis en concluant sur le mouvement entre les points G 0 et G 5 puis entre les points G 5 et G 10 Entre les points G 0 et G 5, les écarts sont de plus en plus grands, donc la distance parcourue entre deux intervalles de temps identiques est de plus en plus grande, la vitesse augmente, le mouvement est accéléré, donc rectiligne accéléré. Entre les points G 5 et G 10, les écarts sont identiques, donc la distance parcourue entre deux intervalles de temps est identique, la vitesse augmente, le mouvement est constante, donc le mouvement rectiligne uniforme. G 0 G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 9 G 10 d) Calculer la vitesse lorsque le mouvement est uniforme. V7 = G 5 G 9 / 4t = / = 1, 25 m.s-1 e) Que peut-on dire des forces qui s appliquent à la bille dans les deux phases du mouvement. (Entre les points G 0 et G 5 puis entre les points G 5 et G 10 ) D après les principe d inertie, Entre les points G 0 et G 5 le mouvement est rectiligne accéléré donc les forces ne se compensent pas Entre les points G 5 et G 10 le mouvement est rectiligne uniforme donc les forces qui s appliquent au solide se compensent. Exercice 4 : (2 points) Un patineur exerce la même force pendant la même durée sur deux équipiers, Paul et Maxime qui sont projetés sur la glace, mais à des vitesses différentes. Paul a une vitesse de V 1 =8,5 km.h -1, Maxime une vitesse V 2 = 2m.s -1 a) Lequel est le plus rapide? Justifier On convertie la vitesse de Paul en m.s-1 V1 = 8, /3600 = 2,4 m.s-1 Paul est plus rapide qe Maxime b) Que peut-on conclure à propos de ces deux équipiers? Il n ont pas la même masse. Maxime est plus lourd que Paul car, sa la vitesse de paul est plus importante, l effet de la force sur lui est plus grand.

3 ÉVALUATION SECONDE PHYSIQUE CHIMIE LE SPORT SUJET 3 EXERCICE 1 Tapis roulant (5.5 points) Pour s entrainer dans une salle de sport, Léa marche rapidement sur un tapis roulant qui défile à vitesse constante. Léa est «modélisée» par son centre d inertie G. 1 ) Que signifie la phrase : Léa est modélisée par son centre d inertie G? Qu est ce que cela apporte-t-il à l étude du mouvement? 2 ) Quel est le mouvement de Léa dans le référentiel lié à la terre? 3 ) Quel est le mouvement de Léa dans le référentiel lié au tapis? 4 ) Quel est le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à la terre? 5 ) Quel est le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à Léa? 6 ) Donner un exemple de mouvement non pris en compte dans cette étude, du fait de la modélisation de Léa par son centre d inertie pour l étude de ce mouvement.

4 EXERCICE N 2 Croix de fer (7.5 points) Une des épreuves de gymnastique masculine est le mouvement des anneaux. La redoutable figure de la croix de fer impose au gymnaste le maintient immobile de son corps comme sur la photo. 1 ) Faire le bilan des forces qui s exercent sur le gymnaste assimilé à son centre d inertie G. Préciser à chaque fois qui exerce la force, ainsi que les caractéristiques direction, sens, point d application. 2 ) En appliquant le principe d inertie, interpréter l équilibre du gymnaste en terme de forces. 3 ) Le gymnaste à une masse de 64 kg. Calculer le poids du gymnaste. On prendra g = 10 N.kg -1 4 ) Déterminer la valeur de chacune des forces (identiques) exercées par les anneaux sur le gymnaste. 5 ) En prenant comme échelle 1cm pour 200N, représenter sur la photographie les forces s appliquant au gymnaste.

5 EXERCICE N 3 Chute d une bille (5 points) Une bille de verre est entièrement immergée dans l eau d une éprouvette graduée, puis lâchée sans vitesse initiale. Le mouvement est filmé à l aide d une webcam, puis les positions successives du centre de la bille sont repérées grâce à un logiciel de pointage. Données : intervalles de temps entre deux positions successives =40 ms a) Numéroter les différentes positions de billes dans l ordre chronologique en partant de la position G 0 b) Quelle est la trajectoire de la bille? Justifier c) En observant la chronophotographie, décrire précisément le mouvement de la bille en analysant les écarts, la vitesse puis en concluant sur le mouvement entre les points G 0 et G 5 puis entre les points G 5 et G 10 d) Calculer la vitesse lorsque le mouvement est uniforme. e) Que peut-on dire des forces qui s appliquent à la bille dans les deux phases du mouvement. (Entre les points G 0 et G 5 puis entre les points G 5 et G 10 ) Exercice 4 : (2 points) Un patineur exerce la même force pendant la même durée sur deux équipiers, Paul et Maxime qui sont projetés sur la glace, mais à des vitesses différentes. Paul a une vitesse de V 1 =7km.h -1, Maxime une vitesse V 2 = 3m.s -1 a) Lequel est le plus rapide? Justifier b) Que peut-on conclure à propos de ces deux équipiers?

6 ÉVALUATION SECONDE PHYSIQUE CHIMIE LE SPORT SUJET 2 Nom :... EXERCICE N 1 Croix de fer (7.5 points) Une des épreuves de gymnastique masculine est le mouvement des anneaux. La redoutable figure de la croix de fer impose au gymnaste le maintient immobile de son corps comme sur la photo. 1 ) Faire le bilan des forces qui s exercent sur le gymnaste assimilé à son centre d inertie G. Préciser à chaque fois qui exerce la force, ainsi que les caractéristiques direction, sens, point d application. 2 ) En appliquant le principe d inertie, interpréter l équilibre du gymnaste en terme de forces. 3 ) Le gymnaste à une masse de 48 kg. Calculer le poids du gymnaste. On prendra g = 10 N.kg -1 4 ) Déterminer la valeur de chacune des forces (identiques) exercées par les anneaux sur le gymnaste. 5 ) En prenant comme échelle 1cm pour 100N, représenter sur la photographie les forces s appliquant au gymnaste. EXERCICE 1 Tapis roulant (5.5 points) Pour s entrainer dans une salle de sport, Léa marche rapidement sur un tapis roulant qui défile à vitesse constante. Léa est «modélisée» par son centre d inertie G. 1 ) Que signifie la phrase : Léa est modélisée par son centre d inertie G? Qu est ce que cela apporte-t-il à l étude du mouvement? 2 ) Quel est le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à la terre? 3 ) Quel est le mouvement d un point du tapis dans le référentiel lié à Léa? 4 ) Quel est le mouvement de Léa dans le référentiel lié à la terre? 6 ) Quel est le mouvement de Léa dans le référentiel lié au tapis? 6 ) Donner un exemple de mouvement non pris en compte dans cette étude, du fait de la modélisation de Léa par son centre d inertie pour l étude de ce mouvement. EXERCICE N 3 Chute d une bille (5 points) Une bille de verre est entièrement immergée dans l eau d une éprouvette graduée, puis lâchée sans vitesse initiale. Le mouvement est filmé à l aide d une webcam, puis les positions successives du centre de la bille sont repérées grâce à un logiciel de pointage. Données : intervalles de temps entre deux positions successives =60 ms a) Numéroter les différentes positions de billes dans l ordre chronologique en partant de la position G 1 b) Quelle est la trajectoire de la bille? Justifier c) En observant la chronophotographie, décrire précisément le mouvement de la bille en analysant les écarts, la vitesse puis en concluant sur le mouvement entre les points G 1 et G 6 puis entre les points G 6 et G 11 d) Calculer la vitesse lorsque le mouvement est uniforme. e) Que peut-on dire des forces qui s appliquent à la bille dans les deux phases du mouvement. (Entre les points G 1 et G 6 puis entre les points G 6 et G 11 ) Exercice 4 : (2 points) Un patineur exerce la même force pendant la même durée sur deux équipiers, Paul et Maxime qui sont projetés sur la glace, mais à des vitesses différentes. Paul a une vitesse de V 1 =8,5 km.h -1, Maxime une vitesse V 2 = 2m.s -1 a) Lequel est le plus rapide? Justifier b) Que peut-on conclure à propos de ces deux équipiers?

7 SP1 U24 J ai compris que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. SP1 U24 J ai compris que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. SP1 U24 J ai compris que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. SP1 U24 J ai compris que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi. SP1 U24 J ai compris que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi.

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