Sujets Physique-Chimie BAC S 2014 (Centres Etrangers - juin)

[Paulo807]

J'aimerai mettre les choses au clair. Tout simplement, Delta T ne peut pas être égal à 100 pour la seule raison que l'eau s'évapore à 100°C. Qu'est-ce qui prouve que l'eau est à 100°C dans le système? Pourquoi pas 150°C?
Et puis dans ce cas là, ça voudrait dire que l'autre coté de la plaque a une température de 0°C. Or, la glace ne fondrait pas, du moins pas plus vite que dans la première situation à l'air ambiant (environ 25°C).

Bref cette question n'est pas cohérente, il manque des données ...

L'exercice 2 est fait de telle manière qu'on a tellement d'informations qu'on s'emmêle, de même pour la dernière question.

Et l'exercice 1, le bon exo à la con sur la synthèse du paracétamol, le pire type d'exo de chimie qui peut tomber en fait (l'analyse d'un protocole c'est chiant).

Dommage pour ceux qui l'ont passé...

[Pascal TS]

J'aimerai mettre les choses au clair. Tout simplement, Delta T ne peut pas être égal à 100 pour la seule raison que l'eau s'évapore à 100°C. Qu'est-ce qui prouve que l'eau est à 100°C dans le système? Pourquoi pas 150°C?
Et puis dans ce cas là, ça voudrait dire que l'autre coté de la plaque a une température de 0°C. Or, la glace ne fondrait pas, du moins pas plus vite que dans la première situation à l'air ambiant (environ 25°C).

Bref cette question n'est pas cohérente, il manque des données ...

L'exercice 2 est fait de telle manière qu'on a tellement d'informations qu'on s'emmêle, de même pour la dernière question.

Et l'exercice 1, le bon exo à la con sur la synthèse du paracétamol, le pire type d'exo de chimie qui peut tomber en fait (l'analyse d'un protocole c'est chiant).

Dommage pour ceux qui l'ont passé...

L eau commence à s évaporer à 100 degré donc c est la température la plus probable, de plus de l autre côté de la vitre, il y a la glace, la température de solidification de l eau c est 0degre environ.
On pourrait prendre d autre valeur mais je pense que dans le cas ou y a pas d indication faut se référer au cas général
Sinon je suis d accord avec toi sur l exo 1, terriblement chiant !!

[Paulo807]

Ouais mais bon si la température de l'autre coté était 0°C ça ne fondrait pas plus vite...
Bref ce sujet est vraiment bizarre, les concepteurs ont du bien rire en voyant les protestations après. Les sadiques!

[Marvus]

Quelles ont été vos idée pour le 2. exercice 2 ?
Pour ma part :
Soient à :
−

$mathjax$t=0$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$z_0=2000m$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_0=100m.s^{1}$mathjax$

−

$mathjax$t=1$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$z 1=20m$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_1=0,75m.s^{1}$mathjax$

−

$mathjax$t=f$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$t_f=12,5$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_f$mathjax$

En supposant que les 8 rétros fusées fournissent une force constante (

$mathjax$\vec{F}$mathjax$

), l'accélération de la pesanteur étant considérée comme constante (question 1) alors en appliquant la deuxième loi de Newton au système {rover+grue} dans le référentiel supposé galiléen de la zone d'atterrissage, en supposant que seules la gravitation et la force des rétro-fusées s'appliquent :

$mathjax$\Sigma \vec{F_{ext}} = m\times\vec{a}$mathjax$

avec

$mathjax$\vec{a}$mathjax$

le vecteur accélération
D'où

$mathjax$m\times \vec{a} = m.\vec{g} + \vec{F}/latex] avec [latex]m$mathjax$

la masse du système.
Il en suit que l'accélération est constante.

Par conséquent le rover est uniformément ralenti et la vitesse a pour équation

$mathjax$v_t = -t\times a + A$mathjax$

avec A constante. Or à

$mathjax$t=0$mathjax$

on a

$mathjax$v_0 = 100m.s^{-1}$mathjax$

donc

$mathjax$v_t = t\times a + 100$mathjax$

.

Et l'altitude parcourue vaut, en intégrant :

$mathjax$z_t = 1/2\times t^2 \times a + 100\times t + B$mathjax$

or à l'instant

$mathjax$t=0$mathjax$

on a

$mathjax$z_0 = 2000$mathjax$

d'où

$mathjax$z_t = 1/2\times t^2 \times a + 100\times t + 2000$mathjax$

.

Comme

$mathjax$v_t = t\times a + 100$mathjax$

, en substituant on obtient :

$mathjax$z_t = 1/2\times ((v_t -100)/a)^2 \times a + 100\times((v_t -100)/a) + 2000$mathjax$

Et

$mathjax$z_t = v^2/(2a) - 5000/a + 2000$mathjax$

Ouf, tout se simplifie
Et finalement

$mathjax$a = (v^2/2 - 5000) / (z_t -2000)$mathjax$

En réalisant l'application numérique pour

$mathjax$t=1$mathjax$

on trouve

$mathjax$a \approx 2,53$mathjax$

.

Pour savoir à quelle vitesse était le rover à 7,5 m au dessus du sol il suffit de résoudre le polynôme suivant :

$mathjax$0 = v^2/(2a) - 5000/a +2000 -7,5$mathjax$

Et

$mathjax$v = \pm \sqrt{(7,5-2000+5000/a)\times 2a}$mathjax$

Et je ne vois pas où ça coince…

[Paulo807]

Quelles ont été vos idée pour le 2. exercice 2 ?
Pour ma part :
Soient à :
−

$mathjax$t=0$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$z_0=2000m$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_0=100m.s^{1}$mathjax$

−

$mathjax$t=1$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$z 1=20m$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_1=0,75m.s^{1}$mathjax$

−

$mathjax$t=f$mathjax$

le rover à une altitude

$mathjax$t_f=12,5$mathjax$

avec une vitesse de

$mathjax$v_f$mathjax$

En supposant que les 8 rétros fusées fournissent une force constante (

$mathjax$\vec{F}$mathjax$

), l'accélération de la pesanteur étant considérée comme constante (question 1) alors en appliquant la deuxième loi de Newton au système {rover+grue} dans le référentiel supposé galiléen de la zone d'atterrissage, en supposant que seules la gravitation et la force des rétro-fusées s'appliquent :

$mathjax$\Sigma \vec{F_{ext}} = m\times\vec{a}$mathjax$

avec

$mathjax$\vec{a}$mathjax$

le vecteur accélération
D'où

$mathjax$m\times \vec{a} = m.\vec{g} + \vec{F}/latex] avec [latex]m$mathjax$

la masse du système.
Il en suit que l'accélération est constante.

Par conséquent le rover est uniformément ralenti et la vitesse a pour équation

$mathjax$v_t = -t\times a + A$mathjax$

avec A constante. Or à

$mathjax$t=0$mathjax$

on a

$mathjax$v_0 = 100m.s^{-1}$mathjax$

donc

$mathjax$v_t = t\times a + 100$mathjax$

.

Et l'altitude parcourue vaut, en intégrant :

$mathjax$z_t = 1/2\times t^2 \times a + 100\times t + B$mathjax$

or à l'instant

$mathjax$t=0$mathjax$

on a

$mathjax$z_0 = 2000$mathjax$

d'où

$mathjax$z_t = 1/2\times t^2 \times a + 100\times t + 2000$mathjax$

.

Comme

$mathjax$v_t = t\times a + 100$mathjax$

, en substituant on obtient :

$mathjax$z_t = 1/2\times ((v_t -100)/a)^2 \times a + 100\times((v_t -100)/a) + 2000$mathjax$

Et

$mathjax$z_t = v^2/(2a) - 5000/a + 2000$mathjax$

Ouf, tout se simplifie
Et finalement

$mathjax$a = (v^2/2 - 5000) / (z_t -2000)$mathjax$

En réalisant l'application numérique pour

$mathjax$t=1$mathjax$

on trouve

$mathjax$a \approx 2,53$mathjax$

.

Pour savoir à quelle vitesse était le rover à 7,5 m au dessus du sol il suffit de résoudre le polynôme suivant :

$mathjax$0 = v^2/(2a) - 5000/a +2000 -7,5$mathjax$

Et

$mathjax$v = \pm \sqrt{(7,5-2000+5000/a)\times 2a}$mathjax$

Et je ne vois pas où ça coince…

Perso à part un bête v=d/t je vois pas ...

[NspireCas]

L'exercice 2 est maintenant corrigé. http://www.chimix.com/an14/bac14/af2.html

Qui a fait l'exercice 3 ? La dernière question c'est parce que le vendeur triche sur ses valeurs pour qu'on lui achète sa marchandise ou y a une autre raison ?

@Critor de la même façon que tu fais avec les algos en maths, vas-tu expliquer comment faire la formule avec la somme ? (créer une liste avec les valeurs a puis la somme de k variant de 1 à n de a[k] etc.)
Perso j'ai trouvé 0.83 ± 0.031 K*W^-1

[m4tt]

L'exercice 2 est maintenant corrigé. http://www.chimix.com/an14/bac14/af2.html

Qui a fait l'exercice 3 ? La dernière question c'est parce que le vendeur triche sur ses valeurs pour qu'on lui achète sa marchandise ou y a une autre raison ?

@Critor de la même façon que tu fais avec les algos en maths, vas-tu expliquer comment faire la formule avec la somme ? (créer une liste avec les valeurs a puis la somme de k variant de 1 à n de a[k] etc.)
Perso j'ai trouvé 0.83 ± 0.031 K*W^-1

Merci pour l'exo 2.

Alors pour l'histoire du vendeur, personnellement j'aurais dit que les conditions expérimentales sont pas forcément les mêmes chez lui et chez "nous". Nous n'avons pas la température (bien que "ambiante" d'après le sujet), donc il y a fort à parier que la différence vient de là (Rth dépend de phi, phi dépend de Eth, on a mesuré Eth à partir de la fonte de la glace sans se soucier vraiment de la température du laboratoire). Il suffit donc que la température du labo du vendeur soit 1° plus basse, et ça change (il me semble que ça augmente R dans ce cas).
J'avais également marqué avant qu'il y a des incertitudes sur la mesure des côtés du verre, et donc de la surface, mais ça semble dérisoire finalement.

Quant à la question de la somme, j'ai trouvé 0.83 ± 0.03 K*W^-1. Je garantis pas qu'on ait bon tous les deux, mais si c'est le cas fais juste attention à une chose pour le bac (à moins que tu l'aies passé hier); on ne garde qu'un seul CS pour les mesures d'incertitudes

[NspireCas]

"on ne garde qu'un seul CS pour les mesures d'incertitudes"

Ah oui c'est vrai.

Mais une résistance thermique c'est la même quel que soit les conditions, non ? Sinon ça sert à pas grand chose ^^

[m4tt]

"on ne garde qu'un seul CS pour les mesures d'incertitudes"

Ah oui c'est vrai.

Mais une résistance thermique c'est la même quel que soit les conditions, non ? Sinon ça sert à pas grand chose ^^

Oui, tu marques un point Mais c'est le seul truc qui me semble plausible...
J'imagine que le calcul de résistance thermique se fait à une température donnée, vu que dans les formules qu'on nous donne, on voit bien que Rth dépend de phi, phi de Eth, et Eth de la température de la pièce (en partie). C'est pour ça d'ailleurs que ça fond un peu dans l'expérience 1.
Moi j'aurais dit ça, que comme ça fond dans l'expérience 1, la température de la pièce entre en compte dans l'expérience 2 également, et donc que la pièce est surement "plus chaude" que celle du laboratoire du vendeur. Par conséquent, le vendeur a une Eth plus faible, donc un Phi plus faible, et une Rth (donc R) plus importante.
Donc de là on pourrait dire que notre valeur est faussée par la température de la pièce.

Voilà après je ne sais pas si c'est la bonne justification, mais ça me semble rationnel, et je vois pas vraiment d'autres possibilités.

[Paulo807]

Bonjour, je souhaiterai vous apporter ma théorie quant à la question 2 de l'exo 2.

On fait l'hypothèse que le rover est vu en coupe sagittale, et donc que sa longueur est de 3 m comme précisé dans l'énoncé. Sa hauteur est de 2,2 m aussi. On fait l'hypothèse que les fils sont accrochés en haut du Rover (de toutes façons on le voit dans le document). Et bien sûr, on fait l'hypothèse que la vitesse de déploiement des fils et du Rover est négligeable (déployés avant de toucher le sol).
Voilà mon hypothèse
http://image.noelshack.com/fichiers/201 ... 078-ce.png