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Seconde
PHYSIQUE-CHIMIE
Devoirs
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DEVOIR 2
Ce devoir est à réaliser sous forme numérique : rendez-vous sur cned.fr^1 , rubrique « Mes espaces > Espace inscrit » et suivez nos conseils pratiques pour déposer votre devoir et le faire corriger par internet.
Important
Veuillez réaliser ce devoir après avoir étudié la séquence 3.
La réalisation de vos devoirs est un travail personnel permettant d’évaluer vos acquisitions et de construire votre projet
d’orientation. Sauf consignes contraires, il est obligatoire de les réaliser dans les conditions de l’examen, c’est-à-dire
en temps limité, sans recopier des contenus issus de supports extérieurs au sujet (internet, cours du Cned, manuels
scolaires…). Le cas échéant, si vous avez besoin de vous référer à un passage issu d’un support extérieur, mettez-le entre
guillemets et citez votre source. Tout travail non personnel sera sanctionné.
Temps de réalisation du devoir : 1 heure Sauf indication contraire, pour être recevable toute réponse doit être justifiée, tout calcul doit être développé, toute formule doit être rappelée de façon littérale avant de faire l’application numérique.
- https://www.cned.fr/
Exercice 1 – Une histoire de vitesses (3,5 pts) Deux personnes se donnent rendez-vous sur une aire de covoiturage et quittent avec une seule voiture celle-ci à 7 h 15 min pour arriver avant 8 h 00 min à leur travail. La distance à parcourir est alors de 60,0 km.
- Est-ce réalisable sachant qu’elles doivent emprunter, en respectant les limitations de vitesse :
- d1 = 5,0 km de routes limitées à V1 = 50 km/h ;
- d2 = 55,0 km de routes limitées à V2 = 110 km/h? Justifier en donnant une formule littérale puis en faisant une application numérique.
- Voici la trajectoire de cette voiture, vue de dessus, avant et après un rond-point le long de cette route : Et le relevé des vitesses instantanées aux points A, B, C et D :
A B C D
Vitesse (km /h) 70 40 30 90
Sachant que le conducteur ne fait que freiner ou accélérer entre deux points successifs, indiquer la nature du mouvement entre A et B, B et C et enfin C et D. Aucune justification n’est demandée. Exercice 2 – Une envie d’apesanteur? (4 pts) L’apesanteur ou plutôt impesanteur est l’état d’un système continuellement en chute libre. C'est le cas par exemple pour un astronaute. Une telle chose est aussi possible grâce à l’Airbus A300 Zéro G exploité depuis 1997 par Novespace, filiale du CNES. L’A300 Zéro G permet à ses passagers d’accéder à un état d’apesanteur durant 22 secondes. L’intérêt d’un tel dispositif? Il offre au CNES la possibilité de réaliser à moindre coût des expériences visant à observer des phénomènes physiques et physiologiques qui, au sol, seraient invisibles à cause de la pesanteur.
Dans le cadre de cette expérience où le poidsP C
a une certaine intensité, la table exerce sur B une force de frottement^ f
constante (f = 10,0 N). La table ne peut pas exercer une force de frottement supérieure à 15,0 N. Le fil est de masse négligeable et inextensible (longueur constante). Vous noterezT B
la force exercée par le fil sur B, etT C
celle sur C.
- Reproduire le schéma précédent sur votre copie et le compléter en représentant toutes les forces qui s’exercent sur B et C (une force n’est pas mentionnée dans l’énoncé), à l’aide de vecteurs. Les points d’application doivent être précisés par une croix (×). Pour la longueur des vecteurs on prendra comme échelle : 1 cm ↔ 10 N
- a- À partir du schéma et des vecteurs forces opposés que vous avez représentés, indiquer pour chacun des systèmes (ou objets) B et C, toutes les relations vectorielles entre les forces qui leur sont appliquées. b- Des relations vectorielles précédentes on peut déduire trois égalités. Reliez ci-après les grandeurs qui sont égales. Aucune justification n’est demandée.
f • • TC
PB • • TB
PC • • R
- Justifier la relation suivante : TB = TC.
- Déterminer l’intensité de toutes les forces représentées sur votre schéma.
- À partir de quelle valeur de l’intensité du poids de C, la brique B se met-elle à bouger? Exercice 4 : Aller vivre sur Mars? (4 pts) L’intensité de pesanteur sur le sol d’un astre est (^2) M g G R
= × , où M est la masse de l’astre, R son rayon et G la
constante de gravitation universelle G = 6,67 × 10 −^11 N m kg^. ². −^2.
Terre Mars
Masse (kg) 6,0 × 1024 6,4 × 1023
Rayon (m) 6,4 × 106 3,4 × 106
- Calculer le rapport des pesanteurs (sur Terre et sur Mars) et justifier la phrase suivante : « l’intensité de la pesanteur est presque 3 fois moins forte sur Mars que sur Terre ».
- Calculer la masse m de la combinaison, à l’unité près, qu’une personne de masse 75 kg devrait porter pour qu’elle ait le même poids sur Mars avec combinaison que sur Terre sans combinaison. Vous êtes invité(e) à prendre des initiatives et à présenter la démarche suivie même si elle n’a pas abouti. La démarche suivie et les étapes de résolution sont évaluées et nécessitent d’être correctement présentés. Les cours du Cned sont strictement réservés à l’usage privé de leurs destinataires et ne sont pas destinés à une utilisation collective. Les personnes qui s’en serviraient pour d’autres usages, qui en feraient une reproduction intégrale ou partielle, une traduction sans le consentement du Cned, s’exposeraient à des poursuites judiciaires et aux sanctions pénales prévues par le Code de la propriété intellectuelle. Les reproductions par reprographie de livres et de périodiques protégés contenues dans cet ouvrage sont effectuées par le Cned avec l’autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie (20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris). Cned, BP 60200, 86980 Futuroscope Chasseneuil Cedex, France Le Cned remercie les personnes qui ont contribué à la réalisation de ce document. Qu’elles trouvent ici l’expression de toute sa reconnaissance. © Cned 2025 7SP20TE0325_DCE
