Physique – exercices 13 - correction, Exercices de Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa29 April 2014

Physique – exercices 13 - correction, Exercices de Physique

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Physique – exercices sur le surfer sur la vague- correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La houle, onde mécanique progressive, Surfer sur la vague.
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Bac S 2013 Amérique du nord EXERCICE III. SURFER SUR LA VAGUE (5 points) CORRECTION

1. La houle, onde mécanique progressive 1.1.(0,5 pt) La houle est une perturbation (déformation de la surface de l’eau) qui se propage sans transport de matière, et qui nécessite un milieu matériel pour se propager.

1.2. (0,25 pt)  = v

f donc v = .f.

Déterminons la longueur d’onde sur le document 1 : (0,25 pt) C’est la plus petite distance entre deux points dans le même état vibratoire (ex : sommet de vagues). Pour plus de précision, on mesure plusieurs λ. Schéma Réalité

5,9 cm  14 cm

5,3 cm  9 

(0,25 pt)  = ,

,

5 3 14

9 5 9

 = 1,4 cm = 1,4×102 m

(0,25 pt) v = 1,4×102 ×23 = 0,32 m.s-1

1.3.(0,25 pt)  = 60 m et h = 3000 m, donc  < 0,5h. Dans ces conditions, la célérité de l’onde

se calcule avec la formule .

1

g v

2

 

(0,25 pt) v1 = ,9 8 60

2

 = 9,7 m.s-1

 = v1.T donc T = 1v

(0,25 pt) Période T = ,

60

9 7 = 6,2 s

Ce résultat semble cohérent avec les valeurs des périodes des vagues données dans le document5. 1.4. Arrivée de la houle dans une baie. 1.4.1.(0,25 pt) Sur la photographie aérienne du document 3, on observe la diffraction de la houle à l’entrée de la baie. (0,25 pt) La diffraction sera d’autant plus visible que la longueur d’onde de la houle sera grande face à la dimension de l’entrée de la baie. 1.4.2.(0,25 pt) La lumière qui est une onde électromagnétique peut également être diffractée. 2. Surfer sur la vague

2.1.(0,25 pt) Vitesse de propagation : pour une onde longue, on a v2 = .gh .

v2 = , ,9 8 4 0 = 6,3 m.s-1.

Longueur d’onde : 2 = v2.T (0,25 pt) Le document 4 nous apprend que la période T ne change pas à l’approche des côtes. On reprend la valeur précédente de T.

(0,25 pt) 2 = 6,3 × 6,2 = 39 m (0,25 pt) En arrivant près de la côte, on constate que v2 < v1 : la houle est ralentie,

2 <  : la longueur d’onde diminue. Ces résultats sont conformes aux informations données dans le document 4.

9

5,9 cm

5,3 cm

2.2.(0,5 pt)Pour la pratique du surf, la configuration optimale est : - à marée montante c'est-à-dire entre le moment de basse mer et celui de pleine

mer ; - avec une direction du vent venant du Sud-Ouest.

Créneaux où le vent est défavorable : rectangle en traits pointillés. Il est possible de surfer le samedi après 14h24 car la marée monte, le vent est bien orienté et n’est pas trop fort. Le jeudi à partir de 13h10 est également un créneau possible, mais le vent est trop fort. Document 5 : Prévisions maritimes.

Je 21

Je 21

Je 21

Je 21

Je 21

Je 21

Ve 22

Ve 22

Ve 22

Ve 22

Ve 22

Ve 22

Sa 23

Sa 23

Sa 23

Sa 23

Sa 23

Sa 23

05h 08h 11h 14h 17h 20h 05h 08h 11h 14h 17h 20h 05h 08h 11h 14h 17h 20h

4 7 16 23 21 21 17 15 15 15 15 12 10 10 10 13 14 15

5 10 25 28 28 28 23 21 18 19 18 15 13 13 12 15 18 21

0.7 0.7 0.9 1.3 .

1.7 2.1 .

2.6 2.6 2.6 2.4 2.3 2.2 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3

6 7 4 6 6 6 7 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7

13 14 14 14 15 14 14 14 15 15 15 14 13 14 15 16 16 15

Tableau des marées – Juin 2012

2.3.(0,5 pt) L’onde parvient en amont du fleuve avec un retard .

v = d

 donc  =

d

v .

 = ,

313 10

5 1

 = 2,5×103 s soit environ

, 32 5 10

3600

 = 0,71 h de retard (0,71×60 = 42 min)

t heure de départ = 17h58min t’ heure d’arrivée = ?

t’ = t +  t’ = 42 min + 17h58 min = 18 h 40 min Vu le manque de précision sur la distance d, on ne peut pas donner l’heure de passage du mascaret à la minute près.

Jour Pleine mer

(h :min) Basse mer

(h :min)

Jeudi 21 juin 06 :54 19 :08 00 :58 13 :10

Vendredi 22 juin 07 :31 19 :44 01 :34 13 :46

Samedi 23 juin 08 :08 20 :22 02 :10 14 :24

Dimanche 24 juin 08 :47 21 :02 02 :49 15 :04

D’après http://www.windguru.cz/fr/

GFS 21.06.2012

00 UTC

Basse mer 13h10 0h58 13h46 1h34 14h24

Pleine mer 19h08 7h31 19h44 8h08 20h22 6h54

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