PARTIE A : ÉVALUATION DES RESSOURCES / 24pts

Exerice1:vérification des savoirs / 8pts

1-Définir :hypothèse, Grossissement, spectre lumineux, état fondamental. 2pts
2-Enoncer la loi de Wien. 1pt
3-Répondre par vrai ou faux : 2pts
a- La variation de l’énergie potentielle dépend de l’état de référence choisi.
b- La lumière blanche est formée d’une seule radiation lumineuse.
c-La quantité de chaleur est toujours positive.
d-Un œil myope est très divergent et se corrige à l’aide d’une lentille convergente.
4- QCM : Choisir la bonne(s) réponse(s) :1.5pts
4.1-Laquelle des unités suivantes représente une grandeur différente des autres :
a- kWh;
b- J;c-kcal;
d- kg.m/s².
4.2- Lorsque la vitesse angulaire d’un solide en mouvement de rotation est divisée par 2, son énergie cinétique est :
a- divisée par deux ;
b- diminuée ;
c- divisée par quatre.
4.3-Au cours de la chute libre d’une pierre, l’énergie potentielle :
a- augmente ;
b- diminue ;
c- ne varie pas.
1.5- Quelle est la différence entre le niveau fondamental et le niveau excite de l’énergie ?1.5pts

Exerice2 : application des savoirs / 8pts

1-Une boule sphérique de rayon R=10cm, de masse m=2.5kg et de moment d’inertie J =0,73.10-2kg.m-2 roule sans glisser sur une table horizontale. Son centre d’inertie est animé d’un mouvement de translation de vitesse V_G=4,5m/s. Calculer :
1.1-La vitesse de rotation angulaire autour de son centre d’inertie.1pt
1.2-Son énergie cinétique totale. 1pt
2-Pour prendre ton bain, tu as besoin de 12 L d’eau à40oC. Détermine le volume d’eau V1à20oC et le volume d’eau V2 a 80oC que tu dois mélanger pour satisfaire ton besoin. 2pts
3-Une ampoule à incandescence classique utilise un filament en tungstène (métal dont la plus haute température de fusion est T1= 3410oC). Par ailleurs, le tungstène peut être chauffe jusqu’à T2= 2700oK environ tout en restant solide et rigide. On considère que le domaine du visible s’arrêteà750nm. Quelles sont les longueurs d’onde λ1 et λ2des maximums d’intensités pour ces températures ? 1pt
4-Un solénoïde est parcouru par un courant continu d’intensité I. (voir figure ci –dessous).
Reproduire le solénoïde et représenter le vecteur champ magnétique au centre C du solénoïde puis indiquer le nom de chacune des faces A et B du solénoïde.1pt
5-Une portion de circuit comprend une pile de f.é.m. E= 35V et de résistance interne r= 1Ω, monte en série avec un résistor de résistance R=5Ω et un moteur de f.c.é.m. E’= 5V et de résistance interne r’=1,5 Ω. Faire le schéma du circuit et déterminer l’intensité du courant qui le traverse. 2pts

Exercice3 : application des acquis / 8pts

1 -Une lentille de distance focale f donne d’un objet AB mesurant 1,5cm et situe à 3 cm en avant, une image située en arrière.
1.1 - Dire en justifiant le type de lentille dont il s’agit. 0.75pt
1.2 - Sa vergence est de 50 dioptries ; calculer sa distance focale, la position et la taille de l’image. 2,25 pts
1.3 - Tracer la marche d’un faisceau lumineux issu de B donnant lieu à l’image A’B’. 1pt
2 -On se propose d’étudier le mouvement d’un solide S1 suppose ponctuel, de masse m1= 100g le long du trajet ABCD représente sur la figure ci-contre :
Le trajet AB est circulaire de centre I et de rayon \(r\) égale 0,2m, le trajet BC est horizontale. Les frottements sont négligeables le long de ABC. Le trajet CD est un plan incliné dont la ligne de plus grande pente fait un angle \(\alpha = {30^o}\) avec l’horizontale. On donne g=10N/kg.
2.1 - En appliquant le T.EC. , exprimer puis calculer la valeur de la vitesse \(V_1\) du solide \(S_1\) au point B. 1pt
2.2 - Montrer que le mouvement du solide \(S_1\) est uniforme sur le trajet BC. 0,5pt
2.3 - La vitesse \(V_1 \) acquise par \(S_1\) en B est celle avec laquelle il entre en collision parfaitement élastique (choc) avec un solide \(S_2\) de masse \(m_2\) initialement au repos. La vitesse de \(S_2\) juste après le choc est \({V_2} = 1m/s\).
Calculer m2sachant que \(\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}} = \frac{{2{m_1}}}{{{m_1} + {m_2}}}\) 1pt
2.4 - Le solideS2 arrive au point C avec la vitesse \(V_2 \), aborde la partie inclinée et s’arrête en D. On donne CD= 5cm. C étant le point de référence de l’énergie potentielle de pesanteur, montre que S2 est soumis à une force de frottement dont vous déterminerez l’intensité. 1,5pts

PARTIE B : ÉVALUATION DES COMPÉTENCES / 16 pts

Exercice1 : Utilisation des acquis dans le contexte expérimental / 8 pts

On a mesure, en volts, la tension UAB aux bornes d’un conducteur ohmique et, en milliampères, l’intensité IAB du courant qui le traverse. Les valeurs trouvées sont les suivantes :

Sur ce conducteur ohmique, le constructeur a inscrit \(220 \pm 5\% \).
Tâche 1 : Faire le schéma de montage ayant permis d’obtenir ces résultats et tracer la caractéristique \(U = f(I)\).
Echelle : 1cm pour 1 mA et 0.5 cm pour 1V. 4 pts
Tâche 2 : Vérifier la valeur de la résistance de ce conducteur inscrite par le constructeur et conclure.4 pts

Exercice 2 : Agir compétent / 8 pts

Situation-problème :
Un train de masse M = 200 tonnes s’approchant de la gare Belabo avec une vitesse de V= 35 km/h, le conducteur aperçoit un groupe d’enfants jouant sur les rails a une distance AB = 1km du train (AB est rectiligne); voyant la situation, il met en action les freins, ce qui exerce une force constante de freinage de sens opposé à la vitesse du train et d’intensité 10000N. Pour éviter de percuter les enfants, le train doit s’arrêter au moins à 1 m d’eux.
Tâche : vous n’avez pas vécu la scène. A l’aide d’un raisonnement scientifique, aider les parents qui arrivent sur les lieux quelques heures après et qui ne trouvent pas leurs enfants, a savoir s’ils ont été percutes par le train ou pas.
Description du raisonnement et de la démarche à suivre 3 pts
Développement du raisonnement et conclusion 5pts.