DIPLÔME NATIONAL du BREVET Session 2010 SCIENCES PHYSIQUES Séries Technologique et Professionnelle DURÉE : 45 min - COEFFICIENT : 1 Ce sujet comporte 5 pages numérotées de 1/5 à 5/5. Le candidat s assurera en début d épreuve que le sujet est complet. Le candidat répond directement sur le sujet qui doit être remis en fin d épreuve, à l intérieur de la copie, sans le dégrafer. L usage de la calculatrice est autorisé. BARÈME : Première partie : MÉCANIQUE 4 points Deuxième partie : ÉLECTRICITÉ 8 points Troisième partie : CHIMIE 6 points Orthographe et présentation : 2 points EXAMEN : Diplôme National du Brevet Session 2010 Spécialité : Séries Technologique et Professionnelle ÉPREUVE : Sciences Physiques Durée : 45 min Coefficient : 1 Code : Page 1 sur 5
Le vélo à assistance électrique est un vélo auquel on a ajouté un moteur situé dans le moyeu arrière. L'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur est fournie par une batterie d'accumulateurs située sur le cadre. Batterie Moteur MÉCANIQUE : (4 points) 1) Sur la notice de ce vélo on a relevé les caractéristiques suivantes : Vélo : Masse : 25 kg Charge admissible : 130 kg environ Roues : 26 pouces Autonomie : 40 km à 60 km Freins avant et arrière : V-brake aluminium Cadre : acier Hi-ten a) Rechercher dans la notice la masse m du vélo et la noter. b) Calculer, en newton, la valeur P du poids du vélo. On rappelle : P = m g. On prendra g = 9,8 N/kg. 2) Le déplacement d'un cycliste s'est fait en trois phases : Phase n 1 : Le cycliste a descendu une côte. Duran t cette phase sa vitesse a augmenté. Phase n 2 : Le cycliste a roulé sur une route hori zontale et sa vitesse est restée la même. Phase n 3 : Le cycliste a monté une côte. Durant c ette phase sa vitesse a diminué. Relier par un trait chaque type de mouvement à la phase correspondante. Énergie cinétique constante Phase n 1 L énergie cinétique augmente Phase n 2 L énergie cinétique diminue Phase n 3 Page 2 sur 5
ÉLECTRICITÉ : (8 points) Des indications de la partie électrique du vélo sont notées ci-dessous : Batterie : Moteur : Gel plomb Tension : 36V Capacité : 12 Ah Masse : 12 kg Électrique 250 W dans le moyeu arrière Type : courant continu alimenté sous 36 V Vitesse maximale : 25 km/h 1) Compléter le tableau suivant : Indication de la notice Unité en toutes lettres Grandeur électrique 250 W Tension électrique 2) Calculer, en ampère, l'intensité I du courant électrique qui traverse le moteur du vélo. Arrondir le résultat à 0,1 A. On rappelle : P = U I. 3) Pour recharger la batterie d'accumulateurs on utilise un «chargeur». a) Avec un oscilloscope, on observe la tension à l'entrée du chargeur. On obtient la courbe suivante : Cocher la (ou les) réponse(s) correcte(s) : La tension est continue La tension est alternative La tension est périodique La tension est variable Page 3 sur 5
b) On observe maintenant la tension à la sortie du chargeur : Cocher la (ou les) réponse(s) correcte(s) : La tension est continue La tension est alternative La tension est périodique La tension est variable c) La sensibilité verticale de l'oscilloscope est réglée sur 20V/div. Déterminer, en volt, la tension à la sortie du chargeur. 4) On utilise le vélo pendant 20 minutes. a) Rechercher dans la notice la puissance électrique du moteur. b) Convertir les 20 minutes en secondes. c) Calculer, en Joule, l'énergie consommée. On rappelle : E = P t. Page 4 sur 5
CHIMIE : (6 points) La batterie du vélo contient entre autres une solution acide. 1) Cocher la bonne réponse : Le ph d'une solution acide est supérieur à 7 Le ph d'une solution acide est inférieur à 7 Le ph d'une solution acide est égal à 7 2) Citer un appareil ou un test permettant de mesurer le ph d'une solution. 3) Il est parfois nécessaire d'ajouter de l'eau dans la batterie. Indiquer comment évolue la valeur du ph. 4) Sur une bouteille de solution acide on trouve les indications suivantes : Phrase(s)-R : 35 : Provoque de graves brûlures. C - Corrosif Phrase(s)-S : 26-30-45 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l'eau et consulter un spécialiste. Ne jamais verser de l'eau dans ce produit. En cas d'accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l'étiquette). En exploitant les phrases R et S, répondre aux questions suivantes. a) Quel risque court-on lorsque l'on utilise cette solution acide? b) En manipulant cette solution acide une personne en reçoit dans les yeux. Que doit-elle faire? Citer une précaution à prendre pour se protéger de ce risque. Page 5 sur 5