/,- | sUi,#È ï(";ffï i-'f't-i,1if ,,T LiCùËiUr f t , : ' jù r ' , i . i Premièrcs S, & S..' -,4mÉe scolairc: 201 2 - 2013

Devoir surveillé de sciences physiques n"2 : d

1) La eombustion complète dans le dioxygène, d'un échantillon d'un alcane; donne du dioxyde de carbone

de masse In1 et de la vapeur d'eau de masse m2 telle eue 4t -fft 2

a) Ecrire l'équation générale de cette eombustion.b) Déterminer sa formule brute.c) Ecrire la où lee form'ùe(s) semi-développée(s) répondant à cette formule brute.La dichloration de cet alèane fournit quatre isornères À B, C et D.Représenter ces 4 isomères. Les nommer.Ilne nouvelle chloration conduit à plusieurs dérivés trichlorés.

o A et B donnent trois produits ; C en donne deux ; D en fournit un.. L'un des produits formés à partir de A est identique à celui fournit par D.

En déduire par un raisonnement clair les structures de d B, C et D.Exereice no2: 4 pointsDans le dispositif de la figure ci-contre ; les frls de suspension sont sang masse et ils s'enrculent sârrs :glissement. Les cylindres de rayon rr êt rz ont même axe horizontal O ; ils sont soudés l'un à I'autre. Lessolides Sr et Sz se déplacent sans frottement eur des plans inclinés d'un angle cr= 30o, par rapport àI'horizontale. Le dispositif initialement immobile, est lâché sans vitesse.On donne i In1= 3009; mz = 2009 i rr = 10 cm I 12 = 30 cm,Jo= 2.10-2 kg.--'moment d'inertie par rapport à O desdeux cylindres et g= 10 N/kS.1- Dans quel sens le système va-t-il tourné ? Justifier.2- Déterminer les vitesses de Sr et 52lorsque le solide Sz

parcourt une distânce de 2m sur le plan incliné.3- Déterminer I'intensité des forces exercées par les frls

sur Sr et S2.Exercice n"3:4 pointsOn considère un pendule eimple constitué diun fil fin de maase négligeable de longueur I = 0,5 m et d'unsolide de masse m = 209.l- Le pendule est disposé verticalement (freure 1)A t= 0, on écarte le pendule d'un angle 0o= 45" par rapport à sa position d'équilibre stable et on le lâchesans vitesse initiale. Sa position est repérée par I'angle 0 qu'il fait avec la verticale.l.l- f)onner l'expression de la vitesse du solide au point M en fonction de g, l, 0 et 0o- En déduire la

viteese de passage par la position d'équilibre sable. On pendra g = 10 N/kg

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2)a)b)

t .2-t .3-

De quelle hauteur remontera la bille ?Iæ solide est de nouveâu écarté de 0o puis lancé avec une vitesse initiale Vo = 4 rn/s, montrer que labille effectue un tour complet.

2- Le pendule repose sur un plan incliné d'un anqle o = 20" par rapport au plan horizontal (fiEure 2).On écarte le pendule de 0's = ]-2o par rapport à sa position d'équilibre et on le lâche sans vitesseinitiale, sa position est repérée par I'angle 0' qu'il fait avec sa position d'équilibre.

2.1- Donner I'expression de la vitesse au point M en fonction de g, l, ct, 0' et 0's.2.2- Calculer la vitesse au passage par la position d'équilibre stable.

Firure 2Firure 1

Cefife ile sciences plrysiryes lyaëe Lynanoulaye ltn SAB et 33 : daoir n"2 2012-2013

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Exercice n14:6 pointsLes parties sont indépendantesOn comprime à l'aide d'un solide (S) de maase M, un regsort de raideur k et de longueur à vide lo= 25 cm,d'une longueur xo = 5 cm et on le libère sana vitesse initiale. Iæ solide (S) percute une bille (B) de masse mplacée en B. Les frottements sont suppoeés négligeables sur toutes les parties sauf sur (BC).On donne M: 30 g ; m = l0 g ; g : l0NftB ; K = 300N/ml- Fremière partie : mouvement sur ABC

a) Déterminer la vitesse Vr du solide (S) au point B juste avant le choc.b) Après le choc la bille (B) aborde le plan horizontal (BC) de longueur L= 50 cm, sur lequel

$'exercent des forces de frottement d'intensité constante f avec une viteese Vz - 7,5 m/s. Déærminerl'intensité de la force de frottement f sachant que la bille anive es (C) avec une vitesse Vsd il/s

2- Deuxième partie: mouvement sur CDLa partie CD est un arc de cercle de centre O et de rayon r = 6m. La bille est repérée par I'angle0 - ilî6D. On donne N =edD = 60o.a) Déterminer I'expression de la vitesse au point M en fonction de 0, g, r, Vc et 00.

b) On montre par une loi physique que la réaetion de la piste sur la bille est R :& * mgsinï.

f)onnsl l'expression de R en fonction de m, g, 0, 00, r et Vs.c) Déterminer I'angle 01 au point E où la bitle quitte le plan D. En déduire la valeur Vn de la vitesse

en ce point3- Troisième partie : mouvement de chute libre avec rebondg :

A I'instant t = 0 la bille quitte le point E avec la vitesse G a" norme Yn= 7,2 m./s, faisant un angle0r = 30" avec I'horizontale. On montre par une loi physique que l'équation cartésienne de la trajectoire

dans le repère (E,in eet v-j1e6fu* xtanol(expression littérale).

a) Donner l'équation numérique de la trajectoire.b) Déterminer les coordonnées du point d'impact I de la bille sur le sol sachant que E est à une

hauteur h = 5m du Point I.c) Déterminer Ia vitesse de la bille au point I.

4- Quatrième partie : étude des rebondsAprès avoir heurté [e sol en I, la bille effectue un premier rebond parabolique de hauteur h1, puis undeuxième rebond de hauteur hrÆ, puis un troisième de hauteur hr/4, etc........On voit donc que drunrebond au suivant, la hauteur à laquelle s'élève la bille, au sommet de la parabole qu'elle décrit, setrouve diviser par 2.a) Exprimer lâ hauteur ho du nième rebond en fonction du nombre n de rebonds et de hr.b) Calculer la valeur de hro sachant que h1=2,5 m.

Cellale de sciences physiEus lycëe Lyntæoulaye S y4B et & : devoir no2 201 2-2013

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