Sciences Physiques

PC D 2013

PC_D_2013

  Créé par :   Vololoniarivo RASOLOARIMANANA  08/01/2014 11:33:28 

  Mis à jour par :   Vololoniarivo RASOLOARIMANANA  11/09/2014 11:16:42 

 

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                 BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL

                   SESSSION 2 0 1 3

 

Série: D


Epreuve de : SCIENCES PHYSIQUES

Durée            03 heures 15 minutes

Coefficients: 4

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

NB: Les Cinq (05) exercices et le problème sont obligatoires.

Machine à calculer scientifique non programmable autorisée.

 

 

 

I - CHIMIE ORGANIQUE (3pointss)


On considère un composé organique A de formule CnH2nO.

L'oxydation complète de m1 grammes de A donne m2 grammes de dioxyde de carbone tel que le  

              rapport   

 

1) Prouver que n = 4

2) Le corps A réagit avec le 2,4 - DNPH et donne un dépôt d'argent avec le réactif de Tollens. Donner les formules semi-développées possibles de A.

3) En fait, le corps A est oxydé par une solution acidifiée de permanganate de potassium (K+, Mn04-) et donne un corps B : l'acide méthylpropanoïque.

Après avoir donné la formule semi-développée et le nom du corps A,
écrire l'équation-bilan de la réac
tion d'oxydation ménagée du corps A.

 

      On donne:                  E°B/A  <E° MnO4-/ /Mn2+

M(H) = 1g.mol-1
M(C)
= 12g.mol-1.
M(O) = 18g.mol-1.


 

              II - CHIMIE GENERALE : (3 points)

  On dissout, dans 1L d'eau pure, 10-2mole de méthylamine (CH3NH2). On obtient    une solution S de pH = 11,3 à 25°C.

1) Ecrire l'équation-bilan traduisant la réaction du méthylamine avec l'eau.

2) On admet que si les ions H30+ sont ultra-minoritaires devant les ions OH- à 25°C,

le coefficient d'ionisation du méthylamine peut s'écrire  ;C est la concentration molaire de la solution S. Calculer .

3)On dose 40 cm3 de la solution S avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration molaire C'.

Lorsqu'on a versé 10 cm3 de solution d'acide chlorhydrique, le pH du mélange vaut 10,7. Calculer C'.

                  On donne: pKa = 10,7 pour le couple CH3NH3+ / CH3NH2

                   log 5 0,7

 

III- PHYSIQUE NUCLEAIRE : (2 points)

 

1)    L'isotope 210 du polonium est radioactif émetteur .
a - Donner la constitution du noyau de ce nucléide.

b - Ecrire l'équation de désintégration produite.

    On donne ci-après un extrait de la classification périodique des éléments :



 

 

 

 

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

 

86Ra

87Fr










 

  2) La période du  est T = 138 Jours. Calculer à 10-4 près la masse des noyaux   désintégrés au bout de 552 jours. La masse de l'échantillon à l'instant initial est m0 = 1g  .

IV - OPTIQUE GEOMETRIQUE : (2 points)

1)On considère une lentille mince divergente (L1), de distance focale f’1 et de centre optique O1. Un objet AB de hauteur 1 cm est placé après la lentille (L1) et se trouve à 4 cm de celle-ci. AB est perpendiculaire à l'axe optique et A est sur cet axe. On observe sur un
écran placé à 12 cm devant la lentille une image nette A'B'.

    a - Calculer la distance focale de la lentille (L1)                                                          

b - A partir d'une construction géométrique sur le document 1, vérifier que la hauteur de

    l'objet A'B' est égale à 3 cm.                                                                               (lpt)

2)    A la lentille (L1), on accole une lentille mince convergente de distance focale f’2 = 2 cm

et de centre optique O2. On obtient un système optique de centre optique 0 et de vergence C.

    Calculer C et déterminer la nature du système optique formé par L1 et L2.                    (O,5pt)

 

V – ELECTROMAGNETISME :(4 points)

Les parties A et B sont indépendantes.

On prendra ; 2 = 10

A - Une particule  de charge q = + 2e et de masse m = 6,64.10-27 kg est accélérée entre deux plaques parallèles P et Q par une tension UPQ = VP - VQ.

1) La particule passe par le point O1 de P avec une vitesse  négligeable et sort du point O2 de Q avec une vitesse =105m.s-1

    Calculer la différence de potentielle UPQ.

 

2) A la sortie de la plaque Q, la particule ayant la vitesse  pénètre dans une région où règne un champ magnétique  uniforme  perpendiculaire à  (Figure 1)

Après avoir reproduit la Figure 1, indiquer le sens du champ  pour que la particule  arrive en B et calculer son intensité sachant que le rayon de courbure de est égal à 20,75 mm.         

On supposera négligeable le poids de la particule devant la force électrostatique.

 On donne: q = +2e = +3,2.10 -19C

B - Un circuit comprend en série une bobine de résistance interne négligeable et
d'inductance L = O
,1H, une résistance R = 24 , un condensateur de capacité C.
L'ensemble est soumis à une tension sinusoïdale de valeur efficace U = 12V et

de fréquence N = 50Hz.

1) Déterminer la capacité C du condensateur pour qu'il y ait résonance.       

2) Avec cette condition, calculer la puissance moyenne consommée par le dipôle RLC

et la tension efficace aux bornes de la bobine.     

        

 

VI - PROBLEME DE MECANIQUE : (6 points)

Les parties A et B sont indépendantes.

Dans tout le problème, on néglige les frottements et on prendra g = 10 m.s-2.

A - Un pendule simple est constitué par une bille ponctuelle M1 de masse m1 suspendue au bout d'un fil inextensible de masse négligeable et de longueur l = 40 cm. (Figure 2)

1) On écarte le système d'un angle θ = 60° par rapport à sa position d'équilibre verticale et on le lâche sans vitesse initiale.

Calculer la vitesse V1 de la bille M1 lors de son passage à la position d'équilibre.         

2) Au passage à la position d'équilibre, la bille M1 heurte une autre bille ponctuelle M2 de masse m2.

Cette dernière part du point B avec la vitesse v2 = 4 m.s-1 et suit une piste BCD qui comprend deux parties :

- une partie rectiligne horizontale BC.

- une partie rectiligne CD inclinée d'un angle par rapport à l'horizontal et raccordée
tangentiellement en C à BC.

Les points A, B, C, D se trouvent dans un même plan vertical. (Figure 2)

La bille M2 s'arrête au point E de la piste CD.

Apres avoir calculé l'accélération du mouvement de la bille M2 sur le plan incliné CD, déterminer le distance CE.           

B - Un système d'un grand cerceau de centre I, de rayon R = 10 cm et de masse M, puis d'un petit cerceau de centre J, de rayon   et de masse . Le petit cerceau est soudé au point K du grand cerceau tel que les points 0, I, J, K sont alignés.

Les deux cerceaux sont solidaires et appartiennent à un même plan vertical (Figure 3).
Le système ainsi constitué est mobile autour d'un axe fixe horizontal
passant par le
point 0 du grand cerceau. O est diamétralement opposé à K.

1) Prouver que la position du centre d'inertie G du système par rapport à l'axe  est donnée par la relation OG = R et que le moment d'inertie du système par rapport à cet axe

2) On écarte le système d'un angle faible θm à partir de sa position d'équilibre et on l'abandonne sans vitesse initiale. (Figure 4)

a - Etablir l'équation différentielle qui régit le mouvement du pendule.

b - Déterminer la longueur du pendule simple synchrone au pendule pesant.

 

                                   

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Last modified: Tuesday, 26 January 2016, 1:56 PM
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