Devoir de synthèse n 2 Sciences physiques

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1 Lycée secodaie : S eoi de sythèse Scieces physiques ée scolaie : 06/07 uée : heues lasse :3 ée M & Sc IMIE Execice N 1 (3,5 poits) L acide éthaoïque de foule 3 O (appelé aussi acide acétique) est le picipal coposé ogaique du iaige puisqu o peut toue eio de 80 à 110 g d acide pa lite de iaige. La teeu e acide éthaoïque du iaige coecial est expiée e degé acétique. Le degé acétique expie la asse d acide das 100 l de solutio de iaige. U iaige à 5% cotiet doc 5 g d acide éthaoïque das 100 l de solutio. I- ilutio du iaige. Le iaige coecial état top coceté pou ête tité pa la solutio d'hydoxyde de sodiu dispoible au laboatoie, o le dilue dix fois pou obtei ue solutio de olaité. O dispose pou cela de la eeie suiate : Épouettes : 5 L 10 L 5 L 50 L 100 L Pipettes jaugées : 1,0 L 5,0 L 10,0 L 0,0 L 5,0 L Fioles jaugées : 100 L 150,0 L 00,0 L 50,0 L 500,0 L oe le ode opéatoie qui peet de pépae 100 L de solutio diluée de iaige e idiquat la eeie la plus appopiée, qui figue das la liste, pou effectue la dilutio. (, 0,75pt) II- Titage du iaige. O dose u olue 10,0 L de la solutio diluée de iaige pa ue solutio aqueuse d'hydoxyde de sodiu (ou soude) de cocetatio olaie e soluté appoté c 0,1 ol.l L équialece est obteue pou u olue de base esée E 15c 1 ) Faie le schéa aoté du dispositif qui peet de éalise ce dosage. (, 0,75pt) ) éteie la olaité de la solutio diluée. E déduie 0. (, 1pt) 3 ) éteie le degé acétique du iaige coecial de olaité 0. (, 0,5pt) Execice N (3,5 poits) as u olue 4 l d ue solutio d acide éthaoïque OO de olaité c 0.5 ol.l -1 o itoduit u excès de fe.o obsee le dégageet d u gaz icoloe et la solutio deiet edâte. 1 ) a- oe le o du gaz dégagé. ( 1, 0,5pt) b- oet peut-o idetifie l io étallique foé. (, 0,5pt) ) a- Ecie l équatio de la éactio. ( 1, 0,75pt) b- Mote qu il s agit d ue éactio d oxydoéductio. (, 0,5pt) 3 ) Sachat que cette éactio est totale. a- éteie le olue de gaz dégagé. (, 0,75pt) b- éteie la cocetatio fiale de la solutio e ios de fe II. (, 0,75pt) O doe : le olue olaie de gaz est 4 ol.l -1.

2 PYSIQUE Execice N 1 (5 poits) O cosidèe la piste coteue, das u pla etical, foée de deux paties ectiliges. U skieu de asse M 70 Kg abode la piste à pati du poit aec ue itesse de aleu 5.s. Les fotteets sot supposés égligeables su la potio de la piste de à. α i i' 1 ) a- Repésete la patie de la piste, le skieu et les foces extéieus qui lui sot execés. (, 0,5 pt) b- E appliquat la loi fodaetale de la dyaique, déteie l accéléatio a 1 du skieu. O doe α 10, 8 ; g 10.s (, 1,5 pts) c- éduie la atue de oueet du skieu. (, 0,5 pt) d- éteie la aleu de la itesse du skieu au poit. O doe 0. (, 1 pt) ) Sachat qu au poit la itesse du skieu chage de diectio sas chage de aleu, ote que le oueet du skieu ete et est ectilige uifoe. (, 0,5 pt) 3 ) Pou s aête au poit, le skieu agit su ses skies à pati du poit. Le skieu est souis alos à ue foce de fotteet supposée costate ( f f. j ) E appliquat la loi fodaetale de la dyaique, déteie la aleu f de la foce de fotteet. f O doe 10 s ; 10. (, 1,5 pts)

3 Execice N (5,5 poits) La oue d u ouli se copose, e picipe, de deux couoes aulaies otées su u axe hoizotal et ete lesquelles sot fixées des cloisos ou aubes feées du côté itéieu pa u plache ciculaie. L eau itoduite ete deux aubes cosécuties se toue aisi coteue das ue sote de ase appelé auget ou autefois pot. Elle déteie, pa l effet sutout de so poids, le oueet de otatio de la oue et s écoule esuite à l extéieu de l auget, quad celuici aie à la patie iféieue. Elles eçoiet l eau à leu patie supéieue pa u caal d aeée Pou faie aête cette oue, u ouie u fei à pati d u istat de date t 0 s pis coe oigie de teps. U poit () de la péiphéie de la oue a alos ue itesse agulaie ά (t) -π.t + 0π 1 ) éteie la atue du oueet du poit. (, 1 pt) ) Ecie la loi hoaie du oueet, sachat que α (0) 0 ad. (, 1 pt) 3 ) éteie les coposates tagetielle a T et oale a N de l accéléatio à l istat de date t 1 10 s. O doe le ayo de la oue R 1.5 (, pts) 4 ) a- éteie la date t à laquelle le obile s aête. (, 0,5 pt) b- éduie la distace pacouue pa le poit ete t 1 et t (, 1 pt) Execice N 3 (,5 poits) Su la figue sot epésetés : u objet éel et so iage pa ue letille L. 1 ) Pécise la atue ( éelle ou ituelle ) de l iage. (, 0,5 pt) ) E taçat la ache des ayos luieux passat pa, plce su la figue : a- le cete optique O de la letille L, (, 0,5 pt) b- le foye picipal iage F et le foye picipal objet F. (, 0,5 pt) 3 ) a- éduie la atue de la letille L. (, 0,5 pt) c- éteie sa egece. (, 0,5 pt) xe optique picipal

4 3 èe Sc,M&T hiie Execice 1 oectio du deoi de sythèse I- ilutio du iiage oos le ode opéatoie pou pépae la solutio diluée ilue la solutio dix fois la solutio eiet à obtei ue solutio de olaité 10 il faut doc pélee u olue p de la solutio iitiale 0 te que 0.P P 10 c O pélèe alos le olue P, à l aide d ue pipette de 10 c 3 qu o itoduit das ue fiole jaugée de 100 c 3 puis o ajoute de l eau jusqu au de jauge. II-Titage du iaige 1 ) Schéa du dispositif (Na + + O - ) b 0,1 ol.l -1 uette gaduée Suppot 0 ) éteios la olaité et 0 l équialece acido-basique, o Eleeye 0,1.15 N : 1 oc ,5 ol.l -1 0,15 ol. L 10 3 ) éteios le degé acétique du iaige éteios la asse de l acide das 100 L de iaige..m 1, g où degé acétique du iaige coecial est 9 % Execice d'où E 1 ) a- oos le o du gaz dégagé Le o du gaz dégagé est le dihydogèe. b- Les ios F + pécipitet aec les ios hydoxyde O - et doe l hydoxyde de fe(ii) de couleu edâte. ) a- Ecios l équatio de la éactio Fe + 3 O + F O gitateu agétique E 1/3

5 3 èe Sc,M&T b- Motos que la éactio est ue éactio d oxydoéductio Le fe ped des électos, doc il subit ue oxydatio. L io hydogèe gage u électo, doc il subit ue éductio. pès l équatio 3 + c. c ,5 3O d'où N : b- éteios la cocetatio olaie des ios F + à la fi de la éactio F [ Fe ]. [ Fe ] 0,5olL e Physique 3 L Execice 1 1 ) a- Repésetat les foce extéieues. R b- éteios l accéléatio a 1 Systèe{ Skieu} ila des foces P, R Foces extéieues O applique La R.F. au systèe dp F ext a P + R a dt pès pojectio su (.i) p si α a a d' où a g x si α N : a 1 p α 0.si10,8,87. s i c- éduisos la atue du oueet L accéléatio a te, le oueet de skieu est ectilige uifoéet accéléé (a>0) d- éteios Le oueet du skieu état uifoéet aié, o peut écie alos. a(x x ) ) Motos que le oueet est ectilige uifoe + a(x x ) N : 5 +.(,87).( 0) d'où 10. s Systèe { Skieu} R le skieu est pseudo isolé P + R 0 Puisque 0 apès le picipe d ietie le oueet du skieu est ectilige uifoe. P 3 ) éteios F R { Skieu}Systèe F ila des foces P, R,F Foces extéieues P dp O applique La R.F. au systèe F ext a P + R + F a dt /3

6 3 èe Sc,M&T pès pojectio su (.i' Execice ) 1 ) éduisos la atue de oueet du poit. dα α' ' πad.s te dt à t > 0 α' > 0 et α' ' < 0 alos α''. α ' < 0 d où le oueet est ciculaie uifoéet etadé. ) Ecios la loi hoaie π α(t) α'(t)dt ( πt + 0π)dt t + 0πt + à t 0 α(0) 0 d'où π α (t) t + 0πt 3 ) éteios, à t 10 s, les coposates de l accéléatio a R. α'',5. πad.s T F a N R.( α') 1,5.(10π) 1500 ad.s 4 ) a- éteios la date t Le obile s aête à l istat de date t alos ά(t ) 0 -πt + 0π 0 d où t 0 s b- éduisos la distace pacouue pa le poit d s(t )-s(t 1 ) R(α(t )- α(t 1 )) 1,5.50π 75π. Execice 3 a x a d ' où Le oueet état uifoéet aié, o peut écie alos F a(x x ) (x x ) F N : F a 1 ) Pécisos la atue de l iage L iage de est éelle ( située das ue zoe la iage éelle) ) a- Le cete optique de la letille est l itesectio de l axe optique secodaie aec l axe optique picipale. b- U ayo paallèle à l axe picipale éege e passat pa le foye picipal iage F. Le foye picipal objet F est le poit syétique de F pa appot au cete optique O. F 350 N F F 3 ) a- déduisos la atue de la letille. OF ' > 0 alos la letille est coegete. b- éteios la egece 1 1 7, 7 δ OF' 3,6.10 3/3