Physique et Chimie : Tronc Commun

Semestre 1 Devoir 2 Modèle 1

 

 

Professeur : Mr EL GOUFIFA Jihad

 

I- Exercice 1 (6 pts)

 

Le mouvement d’un palet Autoporteur A sur une table à coussin d’air horizontale, a donné l’enregistrement suivant :

L’intervalle de temps qui sépare deux enregistrements successifs est τ=50ms.

Partie 1 : Nature du mouvement
  1. Déterminer un corps de référence pour étudier le mouvement du palet autoporteur (du point A).
  1. Déterminer la nature de la trajectoire du point A.
  1. Comparer les distances parcourues par le point A à la même période. que constatez-vous ?
  1. Déduire la nature du mouvement du palet autoporteur
  1. Trouver la vitesse moyenne du point A entre deux positions A0 et A5.
  1. Calculer les vitesses instantanées v2 et v7 du palet autoporteur aux positions A2 et A7.
  1. Déterminer les caractéristiques du vecteur vitesse v2.
  1. Sur papier millimétré ; représenter les vecteurs vitesses v2 et v7 du mobile aux positions M2 et M7, sachant que : 0,2m.s-11,5cm
  1. Comparer les deux vecteurs vitesses v2 et v7.
Partie 2 : L’abscisse x en fonction de t

Choisissons la position M0 comme origine du repère d’espace O,i et le moment où M2 est enregistré comme origine du repère de temps t0=0s.

  1. Compléter le tableau tel que x=OA=A0A :
Position A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
Instant t (ms)                
Abscisse x (cm)                
  1. Sur papier millimétré, représenter la fonction x=f(t), l’abscisse x en fonction de t, avec un échelle appropriée.
  1. En exploitant la courbe x=f(t), à quelle instant le mobile se trouve à l’abscisse x=14cm ?
  1. En exploitant la courbe x=f(t), quelle est l’abscisse du mobile à t=125ms ?

 

II- Exercice 2 (5 pts)

 

Deux voitures A et B se déplacent sur le même chemin rectiligne, dans le même sens, avec les vitesses respectives vA=72km.h-1 et vB=90km.h-1.

L’origine des dates t0=0 est la date de passage de A par l’origine des abscisses de l’axe (O,i).

La voiture B passe par le même point O à la date t1=30s.

  1. Donner les valeurs de vA et vB en m.s-1.
  1. Montrer que la voiture B va rattraper la voiture A.
  1. Quelle est la nature des mouvements de deux voitures ?
  1. Écrire l’équation horaire du mouvement xA(t) de la voiture A.
  1. Monter que l’équation horaire du mouvement xB(t) de la voiture B s’écrit sous forme xB(t)=25t-750.
  1. A quelle date t , la voiture B rattrapera –t- elle la voiture A ?
  1. Quelle est leur position à cette date dans le repère (O,i) ?
  1. Calculer dA et dB distances parcourues par chacune des deux voitures à partir de l’instant initial t0=0.

 

III- Exercice 3 (4 pts)

 

La longueur à vide d’un ressort est l0=12,2cm (schéma 1).

On suspend à ce ressort, en position verticale, un solide S de masse m=200g. La nouvelle longueur à l’équilibre est l1= 22,0cm (schéma 2).

  1. À quelles forces le solide S est-il soumis ? Représenter ces forces.
  1. En étudiant l’équilibre du solide, établir l’expression littérale de la constante de raideur k du ressort en fonction des données.
  1. Calculer la valeur de k.

Le solide suspendu au ressort plonge maintenant dans l’eau (schéma 3). La nouvelle longueur du ressort est l2=18,4cm.

  1. À quelles forces le solide est-il soumis ? Représenter ces forces.
  1. Calculer la valeur de la poussée d'Archimède exercée par l’eau sur le solide.

Données :

  • g=9,8 N.kg-1

 

IV- Exercice 4 (5 pts)

 

La formule électronique d'un atome est: (K)2(L)8(M)7.

  1. Quel est le nom de la couche externe de cet atome ?
  1. Combien d'électrons externes cet atome possède-t-il ?
  1. Donner le symbole de son noyau sous la forme XZA, sachant que l'élément correspondant est le chlore et que son noyau comporte 18 neutrons.
  1. Donner la composition de cet atome.
  1. Quel est la masse de cet atome ?
  1. Quel ion cet atome est-il susceptible de donner et pourquoi ?

Données :

  • Masse du proton=masse du neutron : mp=1,67.10-27kg
  • Masse de l'électron : me=9,10.10-31kg