L’épreuve comporte 03 exercices indépendants que le candidat traitera dans l’ordre de son choix.
Exercice 1: Énergie mécanique et théorème de l'énergie cinétique
On considère la piste ( ABCD) ci-dessous: on donne \(\alpha = {12^0}\); \(\beta = {15^0}\) et g=9,8N/kg. Une caissette de masse m=2kg que l'on supposera ponctuelle est lâchée sans vitesse initiale à partir du point A. Les forces de frottements sur le tronçon AB et CD et la résistance de l’air sont négligeables.
1. À l’arrivée en B, la vitesse de la caissette est vB=6 m/s. Calculer la distance AB.
2. Sur le tronçon BC=8,883 m, la force de frottements a une intensité f=2 N. Calculer la valeur de la vitesse vC de la caissette au point C
3. La caissette aborde la pente CD. Calculer la distance d qu’elle va parcourir sur le plan.
4. Déterminer le module v’B de la vitesse de la caissette au retour en B.
Exercice 3 Énergie électrique
A. Production du courant continu
1. Faire un schéma annoté de la pile Daniel. On présentera sa polarité.
2. Écrire les réactions aux électrodes
3. Calculer la masse m de métal déposée à la cathode après une heure lorsque la pile débite un courant d’intensité I= 0,25 A
On donne \(\mathbb{F} = 96500C/mol\)
MCu = 63,5g/mol
B. Bilan énergétique dans un circuit électrique
Aux bornes d’un circuit en série comportant :
Un résistor de résistance R = 10Ω
Un électrolyseur ( E’= 10V; r’= 1,5 Ω);
Un ampèremètre de résistance interne a = 0,5Ω
On branche un générateur ( E inconnu; r=0,5Ω ). L’ampèremètre indique le passage d’un courant intensité I = 0,5A
1. Calculer E
2. Déterminer le pourcentage de pertes d’énergie par effet Joule dans ce circuit.
3. Etablir le diagramme d’échange dans l’électrolyseur et dans le générateur.
