Correction Examen Régional 3APIC Physique Chimie 2024 Fès Meknès
Correction Examen Régional 3APIC Physique Chimie 2024 Fès Meknès
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Sujet de l’examen
Le sujet en image :
La correction
Situation 1 : Mécanique
Partie 1
- L’étude du mouvement de la cargaison nécessite le choix d’un corps de référence.
- L’hélice de l’hélicoptère est en mouvement de rotation, alors que le mouvement de la charge après l’ouverture du parachute est un mouvement de translation.
- L’enregistrement de document 2 montre que la trajectoire de la charge est rectiligne.
2.
2.1. La valeur de H parcourue par la charge depuis l’ouverture du parachute jusqu’à son arrivée au sol :
\textcolor{green}{H = 12 \times 20 \text m = 240 \text m}\\
2.2. L’expression de la durée globale \Delta t de la chute en fonction de T, puis le calcule de sa valeur :
\textcolor{green}{\Delta t = 9 \times T}\\
\textcolor{green}{\Delta t = 9 \times 2s = 18s}\\
2.3. Le mouvement de (S) se fait en deux phases.
| Phase | (1) | (2) |
|---|---|---|
| Nature du mouvement | Mouvement retardé | Mouvement uniforme |
| Justification | La distance parcourue par la cargaison diminue pendant des intervalles de temps égaux | La cargaison parcourt des distances égales pendant des intervalles de temps égaux |
2.4. Déterminons les valeurs des grandeurs indiquées dans le tableau ci-dessous
| Phase | Distance parcourue | Durée | Vitesse moyenne |
|---|---|---|---|
| (1) | \textcolor{green}{d_1 = 7 \times 20 \text m = 140 \text m} | \textcolor{green}{\Delta t_1 = 4 \times 2 \text s = 8 \text (s)} | \textcolor{green}{V_1 = \dfrac{d_1}{\Delta t_1} = 17,5\; \text m \dot s^{-1}} |
| (2) | \textcolor{green}{d_2 = 5 \times 20 \text m = 100 \text m} | \textcolor{green}{\Delta t_2 = 5 \times 2 \text s = 10 \text (s)} | \textcolor{green}{V_2 = \dfrac{d_2}{\Delta t_2} = 10\; \text m \dot s^{-1}} |
2.5. Cochons la réponse juste
| \textcolor{green}{(X)} | |||
|---|---|---|---|
| V_m = \dfrac{d_2 + d_1}{\Delta t_2 + \Delta t_1} | V_m = \dfrac{V_1 + V_2}{2} | V_m = \dfrac{d_2 - d_1}{\Delta t_2 - \Delta t_1} | V_m = V_1 + V_2 |
2.6. Déterminons en justifiant si la charge (S) arrivera au sol sans dégâts
On a :
\textcolor{green}{V_m = \dfrac{d}{\Delta t} \Rightarrow V_m = \dfrac{d_2 + d_1}{\Delta t_2 + \Delta t_1}}\\
A.N :
\textcolor{green}{V_m = \dfrac{240 \; m}{18 \; s} \Rightarrow V_m = 13,33 \; \text m.s^{-1}}\\
On remarque que : V_m = 13,33 \; \text m.s^{-1} > V_{max} = 11 \; m/s, donc la charge (S) arrivera au sol avec des dégâts.
Partie 2
-
- Le nom de la grandeur qui correspond à l’indication (100Kg)sur l’étiquette de la charge (S) est : \textcolor{green}{Masse}\\
- L’unité associée à la mesure du poids de (S) est : \textcolor{green}{N}\\
- 3.1. Déterminons la nature de chaque action mécanique appliquée sur (S) en mettant une croix \textbf{(X)}\\
| Action mécanique | Force | À distance | De contact | Localisée | Répartie |
|---|---|---|---|---|---|
| Action de la terre | \vec{P} | \textbf{(X)} | \textbf{(X)} | ||
| Action de la surface de la terre | \vec{R} | \textbf{(X)} | \textbf{(X)} |
3.2. Complétons le tableau ci-dessous par les caractéristiques des deux forces :
| Le vecteur force | La ligne d’action | Le sens | L’intensité |
|---|---|---|---|
| \vec{P} | La droite (AG) | De G vers le bas | P = m \times g = 100 \times 10 = 1000N |
| \vec{R} | La droite (AG) | De A vers le haut | R = P = 1000N |
3.3. Représentation.
Selon l’échelle proposée, la longueur des deux vecteurs sera : 1 cm.
Situation 2 : Electricité
Partie 1
-
Propositions Vrai Faux la résistance électrique est la grandeur qui caractérise la propriété d’un dipôle à s’opposer au passage du courant électrique. \textbf{X} L’unité de mesure de la résistance en système international est le watt (W). \textbf{X} L’expression de l’énergie consommée par un chauffe-eau électrique pendant une durée \Delta t est : E = I \times R^2 \times \Delta t \textbf{X} Tous les appareils électriques transforment l’énergie électrique consommée en chaleur. \textbf{X} - On applique entre les bornes d’un conducteur ohmique de résistance R=50Ω une tension électrique continue U=10V.
L’intensité du courant électrique I qui traverse le conducteur ohmique est égale :
I = 5A I = 200mA I = 5mA I = 500mA
Partie 2
- La signification des indications suivantes :
a. 900W : La puissance électrque nominale de la friteuse.
b. 220V : La tension électrque nominale de la friteuse. - Calculons l’intensité électrique du courant efficace I qui traverse la friteuse :
On a : \textcolor{green}{P = U \times I \quad \Rightarrow \quad I = \frac{P}{U}}\\
\textcolor{green}{A.N : I = \dfrac{900W}{220V} \quad \Rightarrow I = 4,09 A}\\ - Calculons l’énergie électrique consommée par la friteuse pendant 2h de fonctionnement en Watt-heure (Wh) et en Kilojoule (KJ)
– En Wh : On a \textcolor{green}{E = P \times t \quad \Rightarrow \quad E = 900W \times 2h \quad \Rightarrow E = 1800Wh}\\
– En KJ : \textcolor{green}{E = 1800Wh = 1800 \times 3600 J = 6 480 000 J \quad \Rightarrow \quad E = 6 480 KJ}\\ - L’énergie électrique reçue par la friteuse se transforme en énergie thermique.
- Calculons la puissance totale des trois appareils P_t et la puissance maximale P_{max} de cette installation domestique :
– \textcolor{green}{P_t = 90\;W + 1800\;W + 1200\;W \quad \Rightarrow \quad P_t = 3900\;W}\\
– \textcolor{green}{P_{max} = U \times I_{max} = 220\;V \times 15\;A \quad \Rightarrow \quad P_{max} = 3300\;W}\\
On ne peut pas faire fonctionner ces trois appareils au même temps car : \textcolor{green}{P_t > P_{max}}\\
Partie 2 : Situation problème
- Calculons l’intensité du poids du corps (S) : \textcolor{green}{P = m \times g = 1Kg \times 10N.Kg^{-1} \quad \Rightarrow \quad P = 10N}\\
D’après la condition d’équilibre d’un corps soumis à deux forces, on a : \textcolor{green}{P = T = 10N \text{(figure1)}} et \textcolor{green}{P = R = 10N \text{(figure1)}}\\
Donc \textcolor{green}{R = T = 10N}\\ - Remplissons le tableau des caractéristiques et la nature de contact :
Nature du contact Direction Sens Intensité La tension du fil : \vec{T} Localisé La droite verticale
passant par ADe A vers le haut T = 10 N La réaction du plan : \vec{R} Répartie La droite verticale
passant par BDe B vers le haut R = 10 N - Hypothèse correcte c’est l’hypothèse de Rihab : la différence est due seulement à la nature de contact du corps (S) avec le fil par rapport à son contact avec le plan horizontale.