COMPOSITION N 2 DE SCIENCES PHYSIQUES

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1 MPSITIN N 2 D SINS PHYSIQUS XI 1 : (03 poins) Les acides α-aminés jouen un rôle fondamen en biochimie comme consiuans élémenaires des proéines : ils polymérisen en forman des liaisons pepidiques Pourquoi la glycine H 2 N-H 2 -H ne possède--elle pas de carbone asymérique? 1.2. n donne ci-dessous la formule de la gluamine : H 2 N (H 2 ) 2 H 2 H NH 2 crire sa formule semi-développée, en repéran par un asérisque le carbone asymérique Donner la représenaion de Fischer des deux énaniomères de la gluamine. Pour les énaniomères, préciser quel es le L e quel es le D n fai réagir la glycine (Gly) sur la gluamine (Glu) pour obenir le dipepide Gly-Glu Quelle sera la formule semi-développée du dipepide Gly-Glu? Quelles son les foncions que l on doi bloquer sur chaque acide α aminé? crire les deux équaions qui permeen de réiser leur blocage crire l'équaion enre les deux acides -aminés don l'une des deux foncions es bloquée Quelle réacion peu-on faire pour débloquer les deux foncions? n désire obenir 100 g du dipepide Gly-Glu. Quelle masse de glycine e de gluamine fau-il uiliser si le rendemen glob de la synhèse es de 65 %? Masses molaires aomiques en g.mol -1 : M() = 12 ; M(H) = 1 ; M() = 16 ; M(N) = 14. XI 2 : (03 poins) n réise différenes soluions en mélangean à chaque opéraion une soluion aqueuse d acide acéique (acide éhanoïque) de volume e une soluion aqueuse d acéae de sodium (éhanoae de sodium) de volume. Les deux soluions uilisées pour ces mélanges on la même concenraion molaire c = 0,1 mol.l -1. Les veurs des ph de ces soluions, pour différens volumes e, on permis de racer la courbe (représenée ci-dessous).

2 2.1.n considère que les ions éhanoae son inroduis par la soluion d éhanoae de sodium e que l acide n es pas ionisé. ablir une relaion enre le rappor e les volumes. 2.2.Déerminer l équaion de la courbe obenue. 2.3.n déduire la veur du pka du couple. Jusifier vore réponse. 2.4.culer les concenraions molaires volumiques des différenes espèces chimiques en soluion pour ph = 5. XI 3 : (05,5 poins) n comprime à l aide d un solide (S) de masse M, un ressor de raideur k e de longueur à vide l 0 = 25 cm, d une longueur x 0 = 5 cm e on le libère sans viesse iniie. Le solide (S),solidaire au ressor, percue une bille (B) de masse m placée en B. Le choc es parfaiemen élasique. Les froemens son supposés négligeables sur oues les paries sauf sur (B). n donne: M = 30 g; m = 10 g; inensié de pesaneur : g = 10 m.s -2 ; k = 300 N.m l 0 Les rois paries son indépendanes ère parie: mouvemen sur AB Déerminer la viesse V 1 du solide (S) au poin B juse avan le choc Monrer que la viesse V 2 de la bille (B) après le choc vau V 2 = 7,5 m s La bille aborde le plan horizon (B) de longueur L = 50 cm sur lequel s exercen des forces de froemen d inensié consane f. A l insan inii de dae = 0s, la bille quie le poin B avec la viesse culer l accéléraion de la bille sachan que sa viesse au poin es V = 6 m s Déerminer l expression liére de l accéléraion. n déduire l inensié de la force de froemen f A quelle dae la bille arrive--elle au poin? ème parie: mouvemen sur D La parie D es un arc de cercle de cenre e de rayon r = 6 m. La bille es repérée par l abscisse angulaire θ = Déerminer l expression de la viesse au poin M en foncion de θ, g, r e V Déerminer l angle θ1 au poin où la bille quie le plan Déerminer les caracérisiques de la viesse de la bille au poin. (veur e direcion) ème parie: mouvemen de chue libre. A l insan = 0, la bille quie le poin avec la viesse θ1 = 30 avec l horizone. de norme V = 7,2 m s -1 faisan un angle ablir les équaions horaires du mouvemen de la bille au-delà du poin dans le repère.

3 Déerminer l équaion carésienne de la rajecoire de la bille dans le repère Déerminer les coordonnées du poin d impac I de la bille sur le sol siué à une disance h = 5 m du poin Donner les caracérisiques du veceur viesse de la bille au poin I (inensié e direcion). XI 4 : (05,5 poins) Le monage du circui élecrique schémaisé (voir figure ciconre) K i compore : - un généraeur idé de ension de force élecromorice + = 12,0 V; - un conduceur ohmique de résisance inconnue ; - un condensaeur de capacié = 120 µf; - un inerrupeur K. Le condensaeur es iniiemen déchargé. A la dae = 0, on ferme l'inerrupeur K n uilisan la convenion récepeur, représener sur un schéma clair par des flèches les ensions aux bornes du condensaeur e aux bornes du conduceur ohmique. ablir l'équaion différenielle lian la ension e sa dérivée première q 4.2. Vérifier que es soluion de cee équaion différenielle n s'inéresse à la consane de emps du dipôle : = A l'aide de la courbe = f() donnée ci-dessous, déerminer graphiquemen la veur de par la méhode de vore choix n déduire la veur de la résisance. ee veur sera donnée avec deux chiffres significaifs Au dipôle précédemmen éudié, on associe un monage élecronique qui commande l'lumage d'une lampe : - la lampe s'lume lorsque la ension u aux bornes du condensaeur es inférieure à une veur limie u = 6,0 V ; - la lampe s'éein dès que la ension u aux bornes du condensaeur es supérieure à cee veur limie u = 6,0 V. Le circui obenu es le suivan : K + P monage L Foncionnemen du bouon poussoir : Lorsqu'on appuie sur le bouon poussoir, ce dernier enre en conac avec les deux bornes du condensaeur e se compore comme un fil conduceur de résisance nulle. Il provoque la décharge insananée du condensaeur. Lorsqu'on relâche le bouon poussoir, ce dernier se compore ors comme un inerrupeur ouver Le condensaeur es iniiemen chargé avec une ension ége à 12 V, la lampe es éeine. n appuie sur le bouon poussoir P. Que devien la ension aux bornes du condensaeur u pendan cee phase de conac? La lampe s'lume--elle? Jusifier la réponse n relâche le bouon poussoir. ommen évolue quiaivemen la ension aux bornes du condensaeur au cours du emps?

4 La consane de emps du dipôle uilisé es = 25 s. ommen évolue l'éa de la lampe aussiô après avoir relâché le bouon poussoir? n vous aidan de la soluion de l'équaion différenielle (donnée à la quesion 4.2.), donner l'expression liére de la dae, à laquelle la ension aux bornes du condensaeur aein la veur limie u en foncion de u, e culer la veur de durée d'lumage de la lampe u (V) XI 5 : (03 poins) 5.1. Le bombardemen neuronique du «cob naurel» produi le cob 60, radio-élémen rès uilisé en médecine noammen (bombe au cob). crire l équaion de la réacion correspondane n éudie 10 échanillons conenan chacun au dépar ( = 0) une masse m 0 = 1 mg de cob. A = 0, l échanillon ne conien pas d aures noyaux radioacifs. Tous les ans, on effecue l anyse d un échanillon e on déermine ainsi la masse m() de cob 59 qui subsise dans l échanillon anysé. n remarque que le quoien es en moyenne ég à 1,14 ( en années). n déduire la période T du cob Le noyau de cob 60 se ransforme par radioacivié en un noyau de nickel dans un éa excié d énergie = 2,50 MeV. Le reour à l éa fondamen d énergie f s effecue en deux éapes, ce qui correspond à l émission de deux phoons crire l équaion de la réacion de désinégraion de Quelle masse de nickel aura éé formée au bou d un an à parir de 1 mg de? culer les longueurs d onde des deux phoons émis au cours de la désexciaion de. n donne : h = 6, J.s -1 ; c = m.s -1 ; 1 ev = 1, J. (Phoon 1) (Phoon 2) =2,5 MeV =1,33 MeV f =0

5 TIN XI 1 : 1.1.Le seul aome de carbone éragon de la molécule n'es pas lié à 4 aomes ou groupes d'aomes différens H 2 N (H 2 ) 2 H 2 H NH H 2 H H NH 2 H 2 N H configuraion D configuraion L Avec - = NH 2 --(H 2 ) H 2 N H 2 NH H 2 H Gly - Glu Il fau bloquer la foncion amine de la glycine e la foncion acide de la gluamine H H NH 2 ' 2 H H H NH ' + H 2 2 H 2 H H 2 H H NH 2 NH 2 + ' H H H NH ' ' NH ' + H 2 2 H + H H 2 N H H NH H H 2 ' Par une hydrolyse acide Masses molaires : M(Gly) =75 g/mol ; M(Glu) =146 g/mol ; M(gly-Glu) =203 g/mol. n exp (Gly-Glu) =100 / 203 = 0,4926 mol ; n exp (Gly) = n exp (Glu) = 0,4926 mol. m exp (Gly) =0, = 36,95 g ; m exp (Glu) = 0, = 71,9 g. n enan compe du rendemen : m(gly) = 36,95 / 0,65 = 57 g ; m(glu) =71,9 / 0,65 = 110 g. m(gly) = 57 g ; m(glu) = 110 g. ' +

6 XI 2 : 2.1. Termine S3 M. Sane Année scolaire: 2014/ La courbe obenue es une droie d équaion : + 4, l ; par idenificaion on rouve : 2.4. r l Soluion élecriquemen neure : onservaion de la maière : XI 3 : ère parie: cul de V 1 T: 1 2 MV 1 2 =W( )+W ( )+W ( ); 1 2 MV 1 2 = 1 2 kx 0 2 ; V1=x0 k M cul de V2 =0, ,03 onservaion de : M =M +m ; (0x): M(V 1 V 1 )=mv 2 (1) conservaion de c: 1 2 MV 1 2 = 1 2 MV mv 2 2 ; M( V1 2 V 1 2 ) =mv2 2 (2) avec V 2 = V 2 Faisons (2)/(1) : V1+V 1 =V2 (3) (3) e (2) donne: V2= 2MV 1 m+m = =7,5 m s cul de l accéléraion a V 2 V2 2 =2aL ; a= V 2 V2 2 2L xpression de a e veur de f Durée du raje B ème parie: = 62 7, ,5 =-20,25 m s-2 TI: + + =m ; -f=ma ; a =- f m ; f=-ma= ,25=0,2025N V=a+V2 ; V=a +V2 ; = = 6 7,5 =74,1 ms -20, T: 1 2 mv M mv 2 =mgr(1 cosθ) ; VM 2 =V 2 +2gr(1 cosθ) T: + =m ; (x): -+mgcosθ=m V M 2 ; =m g(3cosθ 2) V 2 r r =0 ; cosθ1= V 2 rg = =0,867 ; θ 1=30. =5 m s-1

7 aracérisiques de - Poin d applicaion: - Direcion: -30 avec l horizone - Sens: vers le bas Termine S3 M. Sane Année scolaire: 2014/ Veur: V= V 2 +2gr( 1 cosθ1 ) = (1 cos30) =7,22 m s ème parie: n a: =m ; m =m = ax=0 ay=g ; vx=vcosθ1 vy=g+vsinθ1 ; x=vcosθ1 y= 1 2 g2 +Vsinθ1 g quaion carésienne: y= 2V 2 x 2 +xanθ1 cos²θ oordonnées de I g h= 2V 2 xi 2 +xianθ1 ; 0,128x 2 +0,577x 5=0 ; xi=4,39m; I(4,39;5) cos²θ caracérisiques de xi I= Vcosθ1 =0,7s ; Vcosθ1=6,25 ms -1 gi+vsinθ1=10,63 ms -1 ; V I= 6, ,63 2 =10,3 m s -1 e anβ= 10,63 =1,71 ; β=59,7 6,22 La bille arrive en I avec une viesse VI=10,3 m s -1 en faisan un angle β=60 avec l horizone. XI 4 : 4.1. Flèches ension ci-conre 4.2. D'après la loi d'addiivié des ensions : = u + u =.i + u du =.. + u d avec =., on obien l'équaion différenielle à laquelle obéi u : du =. + u (1) d Vérificaion: u = (1 e ) ou u =. e ð du d eporons ces expressions dans l'équaion différenielle (1) du =. + u d =.. e +. e + K i =. e u q u e =. e +. ee égié es vraie, donc la soluion proposée es saisfaisane déerminaion graphique de : le produi es homogène à une durée. A = ; u () = (1 e ) = (1 e 1 ) u () = 12,0(1 e 1 )

8 u () = 7,59 V Graphiquemen on rouve = 27 s (voir annexe figure 2 de l'exercice 4) cul de 27 = ; = = 2, ; = 2, Pendan la phase de conac, la ension aux bornes du condensaeur devien insananémen nulle. La ension u devien inférieure à u ors la lampe s'lume Lorsqu'on relâche le bouon poussoir, le condensaeur se charge : u augmene exponeniellemen de 0 V à = 12 V La charge du condensaeur n éan pas insananée, la lampe rese lumée pendan une ceraine durée puis s éein dès que la ension u aein la veur u xpression de la dae A la dae =, on a u = u ; (1 e ) = u ; 1 e u u = ;1 = e u ln (1 ) = ; ln ( u ) = ; = ln ( u ) ; =. ln ( u ) Veur de 12 = 25ln = 17 s 12 6,0 XI 5 : m(ni) = n(ni)m(ni)= ndés( 60 o)m(ni)= u encore : m(ni) = n(ni)m(ni)= ndés( 60 o)m(ni)= avec phoon(1) : ; phoon(2) :