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 Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE

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MessageSujet: Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE   Sam 29 Avr - 5:06

là: http://oliver.hahn.free.fr/bacblanc2.pdf

corrigé commenté à venir.


Dernière édition par le Sam 29 Avr - 6:39, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE   Sam 29 Avr - 5:31

Corrigé exo 1

Morceau d'exo de 2005
Je viens seulement de réaliser que je vous l'avais carrément posté avec commentaires dès la fin mars!!! http://oliver.hahn.free.fr/mars_sujet14.pdf
Comme quoi, tout ce que je poste peut plus ou moins vous servir pour peu que vous fouilliez bien tous les recoins du forum! Smile

A - Etude du circuit RL

Message subliminal: pas de condensateur, donc pas de charge, pas de décharge, pas d'oscillations. La bobine va s'opposer soit à l'établissement, soit à la rupture du courant dans le circuit. Cela va se traduire par une équa dif de 1er ordre. <--- ça, ça doit vous traverser l'esprit dès la lecture du sujet! c'est capital! sinon, vous ne connaissez pas assez votre cours!

I Etude du montage

1. Oscilloscope à mémoire (2 voies) car phénomène bref.
2. uAB = ri + Ldi/dt (attention de respecter majscules et minuscules)
3. uBC = Ri
4. courbe 1 : uBC car elle varie comme i(t) (établissement du courant) et d'après 3. (loi d'ohm), uBC et i(t) sont proportionnels.
courbe 2 : uAB car initialement la variation di/dt est forte (pic de tension) puis la vitesse des électrons va diminuer (d'où chute de uAB) jusqu'à atteindre une vitesse constante en régime permanent (uAB se stabilise à la valeur rI0).

II Détermination de I0

1. Loi d'additivité: E = uBC + uAB
<=> E = ri + Ldi/dt + Ri
<=> E = (r + R)i + Ldi/dt
Or, en régime permanent, quand t-> + infini
i -> I0
di/dt -> 0
D'où,
E = (r+R)I0
et finalement, I0 = E/(R+r)

AN: I0 = 28,5 mA

2. Courbe 1: uBC -> (uBC)perm = RI0 en régime permanent.
On lit (uBC)perm sur la courbe, environ 5,7 V
D'où I0 = (uBC)perm/R = 5,7 / 200 = 28,5 mA

III Calcul de l'inductance de la bobine

1. Méthode 1: la plus précise
uBC(to) = 0,63 . (uBC)perm
Vous projetez et obtenez to = environ 2,2 ms

Méthode 2: vous tracez la tangente à l'origine à la courbe uBC(t) et l'asymptote horizontale à cette même courbe. Elle se croisent à l'abscisse to.
(le plus simple était de faire rapidement un petit schéma pour expliquer, et éviter de faire de longues phrases).

2. to = L / (R + r)
[to] = [L]/[R+r]

or u = Ldi/dt -> [L] = U.T/I
et u =Ri -> [R] = U/I
d'où [L] = T

3. L = to.(R+r) = 0,0022.210 = 0,46 H


B - Dipôle RLC

Remarque subliminale: Problématique de charge et de décharge exponentielle puis d'oscillations.

I Première expérience (circuit de charge)

1. Charge du condensateur
2. i dans le même sens que E (convention générateur)
donc U1 opposée à i (convention récepteur) et pointant vers l'armature chargée (+).
3. u1(to) = 0,63.E d'où to = 0,4 ms
C = to/R = 0,0004/20 = 20 µF
4a. u1 + uR = E
<-> u1 + Ri = E
<-> u1 + RCdu1/dt =E
4b. u1(5.to) = E(1-exp(-5)) = 5,96 V
Condo chargé à plus de 99%

II Deuxième expéirence

1. Courbe 1 : condensateur (car initialement chargé à 6V)
Courbe 2 : résistance

2. Pseudo-période : 25 ms
Période propre T0 = 2.PI.(LC)^(1/2) = 25 ms
T~T0

3. Si L diminue alors T0 diminue ---> figure 5
Si C augmente alors T0 augmente ---> figure 4


Dernière édition par le Sam 29 Avr - 19:57, édité 2 fois
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MessageSujet: Re: Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE   Sam 29 Avr - 6:14

Exercice 2 : le fameux

Partie I: chute libre

{balle}
référentiel terrestre galiléen
repère spatial (O, k)
repère temporel: à t=0, on lache les balles

inventaire des forces s'appliquant sur chaque balle: son Poids

1) 2e loi de Newton car repère galiléen

P = ma
mg = ma
a = g

az = -g (car k vers le haut!!!!!)

or a = dv/dt
d'où par intégration
vz = -gt +v0
et d'après la condition initale v(0) = 0
vz = -gt (coordonnée du vecteur vitesse selon Oz)(elle est négative car k orienté vers le haut!!!!)

or v = dOM/dt
d'où par intégration
z = -0,5.g.t^2 + z0
et d'après la condition initiale: z(0) = 276
d'où
z(t) = -0,5.g.t^2 + 276 (peu de gens ont respecté le repère imposé par l'exercice!!! je n'ai pas pénalisé mais faites gaffe! le jour J vous risquez de tout perdre à force d'apprendre par coeur des petites formules sans savoir d'où elles viennent!!!!!)

Lorsque les balles atteignent le sol <-> z(tsol) = 0
<-> 0 = -0,5.(tsol)^2 + 276
<-> tsol = 7,5 s

2. vz(tsol) = -g.tsol = -73,5 m/s
ou si vous préférez raisonner en norme du vecteur plutôt qu'en coordonnée
vz(tsol) = 73,5 (-k)

3. Tous les temps expérimentaux donnés dans l'énoncé sont nettement supérieurs. Les billes ne tombent donc pas en chute libre mais il faudra compter avec la force d'Archimède et les forces de frottement.

Partie II: Méthode d'Euler

1. Force Archimède FA = ro.Volumebille.g = ro.(4/3).PI.(d/2)^3.g k
Force de frottement FR = 0,075.PI.d^2.ro.V^2 k

2e loi de Newton
Vectoriellement: P + FA + FR = ma
Projetés sur l'axe Oz: -mg + ro.(4/3).PI.(d/2)^3.g + 0,075.PI.d^2.ro.v^2 = mdv/dt

ou encore,
dv/dt = g(-1 + ro.(4/3m).PI.(d/2)^3) + (0,075/m).PI.d^2.ro.v^2
dv/dt = A + B.v^2

avec A = -9,8 m/s2
et B = 0,022 m-1

2. vn+1 = vn + deltav ou vn+1 = vn + an.deltat
delta t faible pour une bonne approximation courbe/tangente.

3. v0 = 0
a0 = A = -9,8 m/s2
v1 = v0 + a0.0,04 = -0,392 m/s
a1 = A + B.v1^2
v2 = v1 + a1.0,04 = -0,784 m/s

Partie III: exploitation

1. Mouvements rectilignes accélérés. Seule la balle (a) atteint sa vitesse limite. Les deux autres auront touché le sol avant.

2. FA/P = PI.ro.d^3 / 6m
balle (a) : FA/P = 1,17E-3
balle (b) : FA/P = 1,99E-4
balle (c) : FA/P = 1,14E-4

Dans les 3 cas , on peut donc négliger la force d'Archimède par rapport au poids.

3. vlim = racine carrée(-A/B)
d'après l'équa dif.

balle (a): vlim = 28,3 m/s
balle (b): vlim = 68,6 m/s
balle (c): vlim = 90,5 m/s
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MessageSujet: Re: Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE   Sam 29 Avr - 6:29

Corrigé exo 3

1. Représenter les électrodes, les béchers, les solutions, le pont salin, les fils de connexion et ne pas oublier d'annoter!!! (+éventuellment un conducteur ohmique et un ampèremètre)

2. Qr,i = [Ni2+]i/[Cu2+]i = 1

3. Qr,i > K donc la réaction se fera spontanément en sens inverse.
Ni2+(aq) + Cu(s) = Ni(s) + Cu2+(aq)


Anode (-) : oxydation du cuivre : Cu(s) = Cu2+(aq) + 2e-
Cathode (+) : réduction du nickel : Ni2+(aq) + 2e- = Ni(s)

4. A l'extérieur: les électrons, allant vers le pôle (+) (cuivre vers nickel)
5. A l'intérieur: les ions Ni2+ et Cu2+ (et éventuellement K+ du pont salin), allant vers le pôle (-) et éventuellement des ions chargés négativement du pont salin et étant attirés par le pôle (+).

6. Ni2+(aq) + Cu(s) = Ni(s) + Cu2+(aq)
0 0,02 nCui nNii 0,02
x 0,02 -x nCui -x nNii+x 0,02 +x
xf 0,02-xf 0Cui-xf nNii+xf 0,02+xf

a) Pour 1 ion Ni2+ consommé, il faudra 2e-.
n(e-) = 2n(Ni2+consommé) = 2xf

b) qf = n(e-).F = 2xf.F = It
d'où
xf = It/2F

7. [Ni2+]10 = (0,02-xf)/V = 0,081 mol/L
[Cu2+]10 = (0,02+xf)/V = 0,12 mol /L

8. Qr,10 = [Cu2+]10/[Ni2+]10 = 1,45
Qr,i < Qr,10 << K-1
La pile est donc loin d'être déchargée après 10h
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MessageSujet: Re: Sujet Bac Blanc n°2 pour les absents + CORRIGE   Sam 29 Avr - 6:31

exo de spé

voir M.Ramaroson
je suis fatigué! Sleep
ou alors je le poste vite demain! Smile

Rq: Cet exo est très instructif même pour ceux et celles qui ne sont pas spé physique. Il reprend des notions de dosage / de dilution que vous devrez de toute façon connaître. Faites-le!!!

A Dosage colorimétrique

1a) Tube 1: (nCl-)i>n(Ag+)i ---> Ag+ réactif limitant
Tune 2: n(Ag+)i > n(Cl-)i ---> Cl- réactif limitant

1b) Tube1 : jaune
Tube 2: rose-rouge

2a) Représenter burette / bécher / solutions / barreau aimanté / agitateur magnétique / indicateur coloré. Schéma grand, à la règle, annoté.

2b) A l'équivalence, les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques de l'équation-bilan.
ou
A l'équivalence, tous les réactifs sont consommés.
ou
A l'équivalence, on a un changement de réactif limitant.

L'équivalence peut être repérée par unchangement de teinte.

3a) (nsoluté)avant = (nsolué)après
<-> Cmère.Vmère = Cfille.Vfille
<-> Vmère = (Cfille.Vfille)/Cmère = 5 mL

3b) Il faut:
- pipette jaugée de 5 mL
- fiole jaugée de 50 mL
- pissette d'eau distillée

On prélève 5 mL de solution mère à l'aide de la pipette jaugée de 5 mL après l'avoir préalablement rincée avec la solution à prélever. On les place dans la fiole jaugée, préalablement rincée à l'eau distillée. On complète aux 2/3 avec de l'eau distillée. On homogénéise. On complète avec de l'eau distillée jusqu'au traint de jauge. On re-homogénéise.
A servir chaud avec un St Emilion.

4a) Ag+(aq) + Cl-(aq) = AgCl(s)
A l'équivalence:
n(Cl-) = n(Ag+)versé
<-->
C1 = C2.Ve/V1 = 0,152 mol/L

4b) C = 10.C1 = 1,52 mol/L

4c) s= C.M = 54 g/L > 30 g/L . Il y a donc suffisamment de sel dans cette eau.

B. Dosage conductimétrique

1) La conductivité dépend de la présence d'ions (espèces chargées).
(AgCl ne participe pas à la conduction!).
Quand on ajoute Ag+, il réagissent avec les Cl-. La quantité d'ions diminue. D'où une baisse de sigma.
Après l'équivalence, les ions Ag+ ajoutés seront en excès, d'où une augmentation leur concentration, d'où une augmentation de sigma.

2) Equivalence <--> Rupture de pente sur une courbe conductimétrique.
Ve = 15 mL
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mira

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MessageSujet: pr le sujet!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!   Dim 30 Avr - 1:52

merci monsieur !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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