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BACCALAURÉAT GÉNÉRAL
Épreuve pratique de l’enseignement de spécialité physique-chimie
Évaluation des Compétences Expérimentales
Cette situation d’évaluation fait partie de la banque nationale.
ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT
NOM : Prénom :
Centre d’examen : n° d’inscription :
Cette situation d’évaluation comporte 4 pages sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses. Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen.
Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve. En cas de difficulté, le candidat peut solliciter l’examinateur afin de lui permettre de continuer la tâche. L’examinateur peut intervenir à tout moment, s’il le juge utile. L’usage de calculatrice avec mode examen actif est autorisé. L’usage de calculatrice sans mémoire « type collège » est autorisé.
CONTEXTE DE LA SITUATION D’ÉVALUATION
Le type de surface pour un terrain de tennis est très important. Il existe des surfaces dites rapides et d’autres plus lentes. Depuis quelques années, la tendance générale est au ralentissement des surfaces dites rapides. Pour comparer la rapidité de la balle sur des surfaces différentes, il est possible de déterminer le coefficient de restitution qui correspond au rapport de la vitesse après et avant le rebond.
Le but de cette épreuve est de déterminer le coefficient de restitution lors du rebond d’une
balle de tennis.
INFORMATIONS MISES À DISPOSITION DU CANDIDAT
Coefficient de restitution
Le coefficient de restitution, noté e , est un coefficient physique qui intervient lors de l'étude d'un choc. Il dépend des caractéristiques physiques des matériaux dont sont faits les corps qui entrent en collision. Le référentiel d’étude est celui du sol.
Ce coefficient e est défini comme le rapport entre la valeur des vitesses après et avant le choc.
coefficient de restitution ( e ) =
valeur de la vitesse après le choc valeur de la vitesse avant le choc
Le rebond d’une balle sur une surface est le mouvement de la balle entre deux chocs successifs avec la surface.
Au cours d’un rebond, on peut supposer la balle en chute libre et donc négliger toute force de frottement. Ainsi, lors de chaque rebond, l'énergie mécanique se conserve.
La valeur du coefficient de restitution e peut s’obtenir à partir des hauteurs de rebond de l’objet à partir de la relation suivante :
e =ට hn+1h n
h (^) n représente la hauteur d’un rebond. h (^) n+1 représente la hauteur du rebond suivant.
Expressions de quelques grandeurs
Vitesse v d’un point à partir de ses coordonnées v x et v y :
v = ට v x^2 + v y^2
Énergie cinétique Ec : Ec = 12 · m · v^2
Énergie potentielle de pesanteur Epp : Epp = m·g·z
Énergie mécanique Em : E m = Ec + Epp
Avec : m : la masse en kilogramme v : la vitesse en mètre par seconde z : l’altitude en mètre g : l’intensité de la pesanteur
Données utiles
Intensité de la pesanteur : g = 9,8 m·s – Masse de la balle de tennis : m = …. g
2.2. Mettre en œuvre le protocole proposé.
APPEL n°
Appeler le professeur pour lui présenter les résultats expérimentaux
ou en cas de difficulté
2.3. À partir des résultats obtenus, justifier que la relation e = ට hhn+1n peut être utilisée pour déterminer le coefficient
de restitution de la balle.
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3. Détermination du coefficient de restitution de la balle lors de son rebond (10 minutes conseillées)
3.1. Déterminer le coefficient de restitution de la balle lors du rebond.
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3.2. Afin de comparer le coefficient de restitution de deux surfaces différentes, citer un paramètre expérimental qui doit être conservé.
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APPEL FACULTATIF
Appeler le professeur en cas de difficulté
Défaire le montage et ranger la paillasse avant de quitter la salle.
