TD_2013

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Physique 1 : Mouvement dune bille

Dans tout lexercice, on prendra g = 10 m.s .

Une bille de masse m = 50g, assimilable un point matriel, est abandonne sans vitesse initiale en un point A dune

gouttire ABCD. Cette gouttire est constitue :

dun tronon rectiligne AB inclin dun angle = 30 par rapport au plan horizontal et de longueur AB = 1,6 m ;

dun tronon horizontal BC ;

dune partie circulaire CD de centre O et de rayon r et telle que (OC) est perpendiculaire BC (voir figure ci-

dessous). A, B, C et D

appartiennent un mme plan

vertical (P).

La force de frottement

f qui sapplique

sur la bille ne sexerce quentre B et C ;

f

est colinaire et de sens contraire la

vitesse v de la bille. Son intensit est

f = 0,4N.

1. Mouvement sur AB.

1.1 noncer le thorme du

centre dinertie.

1.2 En appliquant convenablement ce thorme la bille, exprimer lacclration a1 prise par la bille en fonction

de g et puis calculer sa valeur.

1.3 Quelle est la nature du mouvement de la bille ? crire les expressions x1(t) et v

1(t) respectivement de sa

position et de sa vitesse linstant t en prenant pour origine des espaces, le point A et comme origine des

dates, linstant o la bille a t lche.

1.4 Dterminer la dure t1 du parcours AB. En dduire alors sa vitesse v

B.

2. Mouvement sur la partie BC.

2.1 Dterminer lacclration a2 de la bille.

2.2 Calculer la longueur BC pour quelle arrive en C avec une vitesse nulle.

2.3 crire les expressions x2(t) et v

2(t) respectivement de sa position et de sa vitesse linstant t.

On prendra le point B comme origine des espaces et pour origine des temps, linstant de son passage en B.

2.4 Dterminer la dure t2 du parcours.

Propos par : M. An

29/11/12

Anne scolaire : 2012 / 2013

Date : Dure : Niveau :

Tles D1&22 heures Sciences Physiques

1

C

B

A

M

E

O D

N

(C)Wahab Diop 2013 Ce document a t tlcharg sur le site http://physiquechimie.sharepoint.com

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3. La bille part de C avec une vitesse pratiquement nulle et aborde le tronon circulaire CD. La position de la bille,

en point M de CD, est repre par langle =

(OD, OM)

3.1 Exprimer la vitesse v

M de la bille au point M en fonction de r, g et .

3.2 Lintensit de la raction

R de la gouttire sur la bille en M a pour valeur R = mg(2 - 3sin).

Sachant que la bille quitte la gouttire au point E tel que 1=

(OD, OE), calculer la valeur de

1.

Physique 2 : Mouvement du centre dinertie dune boule de ptanque

Un joueur de ptanque lance une boule de masse m dun point A situ une hauteur OA = h = 0,9 m au-dessus du sol.

Le vecteur vitesse initial V

de la boule fait un angle = 60 avec lhorizontale.

Le joueur lche la boule linstant t = 0 lorsque celle-ci se trouve au point A.

On nglige la rsistance de lair et on prendra g = 9,8 m.s .

1. crire la deuxime loi de Newton (thorme du centre dinertie)

applique la boule.

2. En projetant cette loi sur les axes indiqus sur le schma, dterminer les

quations paramtriques du mouvement.

3. Le mouvement est-il plan ? Justifier votre rponse.

En dduire alors lquation cartsienne du mouvement.

4. quelle date le vecteur vitesse est-il horizontal cest--dire parallle

laxe (O,j )? En dduire la hauteur maximale atteinte par la boule.

5. La boule tombe en un point C situ une distance y C du point de dpart O.

5.1 Dterminer la valeur de y C .

5.2 En dduire t C de chute.

5.3 Calculer la vitesse V C avec laquelle la boule parvient en C.

Chimie : Identification dun ester

Lhydrolyse dun ester E a fourni un alcool B et un compos organique A.

1. Donner les caractristiques de la raction dhydrolyse de lester E et prciser la fonction chimique du compos

organique A.

2. Dtermination de la formule de lalcool B.

Lanalyse lmentaire a permis la dtermination de la formule brute de B : C H

O. Loxydation de mnage de B

par une solution de dichromate de potassium en milieu acide fournit un compos B. Ce compos B ragit avec

la DNPH mais na pas deffet ni sur le ractif de Tollens ni sur la liqueur de Fehling.

2.1 Que peut-on conclure pour B ? Donner sa formule semi dveloppe.

2.2 quelle fonction B appartient-il ? Donner sa formule semi dveloppe et son nom.

3. Dtermination de la formule de A.

La composition centsimale massique du compos A est la suivante : carbone : 48,6% ; oxygne : 43,2% ;

hydrogne : 8,1%. Sa masse molaire molculaire est M = 74 g/mol.

3.1 Dterminer la formule brute de A.


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3.2 crire et nommer toutes les formules semi dveloppes possibles de A.

3.3 En dduire la formule semi dveloppe de lester E.

4. Fonctions drives de A.

Laction du chlorure de thionyle sur le compos A fournit un compos organique C. Ce compos C ragit avec

lammoniac pour donner un compos D. De mme, C ragit avec B donner E

4.1 Identifier les composs organiques C et D.

4.2 crire les quations bilans des ractions cites ci-dessus.

4.3 Donner les caractristiques de la raction de C avec B.

On donne : M(H) = 1 g/mol ; M(O) = 16 g/mol ; M(C) = 12 g/mol


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