Corrigé bac blanc. dt dt dt dt

Transcription

1 Corrigé bac blanc EXERCICE N 1 : (8s) 1.1. (0,75) g 1.. Dans le référeniel erresre considéré galiléen, on eu aliquer la deuxième loi de Newon au ssème {fusée éclairane} our déerminer les coordonnées du eceur accéléraion. En effe, cee loi siule que dans un référeniel galiléen, la somme des forces exérieures aliquées au ssème (ici la fusée éclairane) es égale à la dériée du eceur quanié de mouemen : d d( mf. ) dmf Fex. mf. d d d d dmf On néglige la ariaion de masse de la fusée endan son mouemen donc = 0 e la deuxième loi de d Newon deien : Fex mf. = m f.a d On néglige oues les acions dues à l air (froemen, oussée d Archimède), alors la fusée es en chue libre, soumise uniquemen à son oids P. Ainsi : P m. a (0,5) Soi : m f.g = m f.a g = a x Dans le reère (O, i, j ), on obien a a ( ) 0 a g () f x() ax( ) 0 d 1.3. Comme a, on a : a d () a () g d x( ) C1 En rimiian on obien : (0,5) où C 1 e C son des cses liées aux condiions iniiales ( ) g. C 0x 0.cos À la dae = 0 s, on a : sin x( ) 0.cos On en dédui : (0,5) ( ) g. 0.sin (0,5)

2 dx() dx() x() x( ) 0.cos d d Par ailleurs donc : d() d() () ( ) g. 0.sin d d x( ) 0.cos. C 3 En rimiian on obien : OG 1 (0,5) où C 3 e C 4 son des consanes ( ). g. ² 0.sin. C 4 liées aux condiions iniiales. 0 À la dae = 0 s, la fusée éclairane es siuée à la sorie du isole à une aliude h donc : OG (0,5) h x( ) 0.cos. On en dédui que OG 1 ( ). g. ² 0.sin. h conformémen aux équaions horaires roosées (1) Pour déerminer la aleur de la durée du de la fusée éclairane, on cherche la dae Vol our laquelle la fusée ouche le sol, ainsi ( ) = 0. Il fau résoudre l équaion du d degré 1. g. ².sin 0. h 0 e ne reenir que la soluion osiie. Résoluion numérique : 1. g. ².sin 0. h 0 0,5 9,8. ² 50 (sin55). 1,8 0 (0,5) 4,9. ² 40,96. 1,8 0 Calcul du discriminan : Δ = (50 sin55) 4 (-4,9) 1,8 (= 171,81) 50 sin55 171,81 = (= 8,4 s) (0,5) 4, On a ( ). g. ² 0.sin. h. On sai que la fusée commence à éclairer au bou d une seconde. Pour connaîre l aliude à arir de laquelle la fusée commence à éclairer, calculons ( =1s) : ( 1 s) 1. g 0.sin h 1 9,8 50 sin55 1,8 (= 38 m) (0,5) On cherche l aliude à laquelle la fusée cesse d éclairer. Sachan qu elle éclaire de façon inense endan 6 s, elle aein alors l aliude ( =6+1s) : 1 ( 7 s) 9,8 7² 50 sin557 1,8 (= 48 m) (0,5) On a roué que la fusée éclairai enre 38 e 48 m d aliude. La fusée éan rès haue elle éclaire une large zone, ce qui semble adaé au bu recherché. (0,5).1. 0 ( m mf). (0,5) Aan que la fusée ne quie le isole, on a 0 donc 0 0 (0,5)..1. La quanié de mouemen d un ssème isolé se consere : Ce (0,5)... Quanié de mouemen du ssème juse arès l éjecion de la fusée : m. mf. 0 (0,5) Comme Ce alors 0 m. mf. 0 e m. (0,5) f m Le solda ien fermemen le isole lors du ir, ainsi il exerce une force sur le ssème ce qui rédui la iesse de recul du isole. D aure ar, le ssème subi des forces de froemen dans le isole non rises en come ainsi que la ere de masse de la fusée. (0,5)

3 EXERCICE N : (7s) 1.1. Miller a esé l hohèse de formaion des remières molécules organiques sur Terre, à arir des comosans de l amoshère rimordiale. (0,5) 1.. Les molécules de la ie (acides aminés, sucres, ec.) son consiués des élémens N, C, O e. (0,5) 1.3. Un acide aminé es un comosé bi-foncionnel qui conien les groues caracérisiques amine e carboxle. (0,5) Groue R C COO Le groue carboxle donne le nom «acide». Le groue amine donne l adjecif «aminé». amine N Groue carboxle O (0,5x3) C N N Jusificaion : Les aomes d oxgène e d azoe resecen la règle de l oce s ils on 4 doubles auour d eux (8 élecrons). L aome d oxgène arage deux doubles lians aec l aome de carbone cenral, il es donc enouré de deux doubles non-lians. L aome d azoe arage 1 double lian aec l aome de carbone e deux doubles lians aec les deux aomes d hdrogène, il es donc enouré d un double non-lian Le formaldéhde se nomme officiellemen méhanal. (0,5).1.1. Formule oologique de la leucine : (0,5).1.. La leucine e l isoleucine ossèden la même formule brue mais des formules semi-déeloées différenes. Ce son des isomères (de chaîne). (0,5).. La secroscoie de masse n es as adaée : les deux molécules on même masse molaire. (0,5) La secroscoie IR n es as adaée : les deux molécules ossèden les mêmes foncions chimiques. (0,5) La secroscoie de RMN es une bonne méhode. Elle fourni un secre différen selon la srucure de la molécule, en effe les aomes d hdrogène aaraissen différemmen selon leur enironnemen dans la molécule. (0,5).3. 1 er argumen : L isoleucine conien 5 groues de roons équialens donc son secre comore 5 signaux e non as 4 (1) N O O ème argumen : Le signal inégran our es un rile donc il corresond à aomes d équialens aan deux oisins. Ce groue exise dans la leucine (oir cercle en oinillés ci-dessous) mais as dans l isoleucine (le groue C a 4 oisins). (1) 3 C C C C COOD C 3 ND

4 Aures argumens ossibles à arir de l analse des différens signaux : double inégran our 6 (δ = 0,9 m) => 6 aomes d équialens aec un seul oisin mulile inégran our 1 (δ = 1,5 m) => 1 aome d aan de nombreux oisins rile inégran our (δ = 1,6 m) => aomes d équialens aan deux oisins rile inégran our 1 (δ = 3,4 m) => 1 aome d aan deux oisins e à roximié des aomes élecronégaifs (δ éleé) On en dédui qu il s agi du secre de la leucine : 1 à 1,5 m à 1,6 m 1 à 3,4 m 6 à 0,9 m 3 C C C C COOD C 3 ND 3.1. L esace inersidéral es "exraordinairemen froid". La eméraure es un faceur cinéique e une eméraure basse es défaorable aux réacions chimiques. (0,5) Ceraines aricules, résenes dans l esace, euen jouer le rôle de caalseur : il s agi cee fois d un élémen faorable aux réacions chimiques de snhèses. (0,5) Une molécule chirale es une molécule non suerosable à son image dans un miroir lan. (0,5) Un mélange racémique conien deux énaniomères (molécules images l une de l aure dans un miroir lan) en quaniés égales. (0,5) 3... La leucine es une molécule chirale car elle ossède un carbone asmérique (celui oreur des groues carboxle e amino. (0,5) Les deux énaniomères son les suians : (0,5) (C 3 ) C C C C C C(C 3 ) N N COO OOC Molécule A Molécule B Un mélange conenan auan de molécules A que de molécules B es un mélange racémique.

5 EXERCICE N 3 : (5s) 1.1. Les limies en longueur d'onde de la arie isible du secre élecromagnéique son 400nm e 800nm. (0,5) 1.. D arès le documen. Les infrarouges e les ulraioles son absorbés ar l amoshère erresre donc en se laçan au-dessus on éie l absorion de ces raonnemens que le saellie eu ainsi receoir e analser. (0,5) 1.. Les éoiles chaudes son des émeeurs de raonnemen UV dans l esace. (0,5).1. Terre (0,5) F T/ R T..1. Deuxième loi de Keler aliquée au mouemen de ST auour de la Terre : Le segmen qui relie le cenre de la Terre au cenre de ST balaie des aires égales endan des durées égales. (0,5) Il s en sui que les aires S 1 e S son égales : (0,5)... Pendan une durée Δ, le saellie arcour l arc de cercle 1 1 à la iesse 1 = 1 1 /Δ Pendan cee même durée, le saellie arcour l arc à la iesse = /Δ (0,5) Sachan que la rajecoire es un cercle e que les aires S 1 e S son égales alors les arcs 1 1 e son égaux e il s en sui que 1 =. (0,5) le mouemen du circulaire du saellie es donc uniforme D arès le documen 3 si la source s éloigne la fréquence diminue donc le son es lus grae. (0,5) 3.. D arès le documen 3. La raie de l hdrogéne de la galaxie se délace ers les longueurs d onde lus grandes que la raie de référence, donc ers les fréquences lus eies => la galaxie s éloigne (0,5) 3.3. D arès le documen 4, le grahe = f(disance) es une droie assan ar l origine donc on a bien une roorionnalié enre la iesse d éloignemen des galaxies e leur disance à la Terre. (0,5) es le coefficien direceur de la droie. On le calcule grâce aux coordonnées d un oin de la droie. Exemle aec le oin P ( Mc ;1000 km.s -1 ) : 0 = 1000/= 500 km.s -1.Mc -1 (0,5) P 3.5. D arès le documen 5, le coefficien 0 au 60km.s -1.Mc -1 (le modèle diffère suian l ineralle choisi). Ainsi, our une galaxie siuée à 10000Mc, la iesse d éloignemen serai égale à km.s -1, suérieure à la iesse de la lumière! Ce résula es en désaccord aec la héorie de la relaiié resreine d Einsein. (0,5)