Partie I : Évaluation des ressources / 24 points

Exercice 1 : Vérification des savoirs / 8 points

1. Définitions : ' 1 pt
• Point de fonctionnement d'un dipôle dans un circuit : Couple de valeurs d'intensité et de la tension du dipôle pour lequel il fonctionne normalement. 1 pt
• Générateur électrique : Dipôle qui transforme une forme quelconque d'énergie en énergie électrique. 1 pt
2. Énoncés:
• Principe des échanges de chaleur. 1 pt
Lorsque plusieurs corps échangent de la chaleur dans une enceinte adiabatique, la somme algébrique des quantités de chaleur échangées pour atteindre l'équilibre thermique est nulle.
• La loi de Lenz 1 pt
Le sens du courant induit est tel que par ses effets électromagnétiques, il s'oppose toujours à la cause qui lui donne naissance.
3. Deux éléments du télescope de Newton: 0,75 pt x 2 = 1,5 pt
• Objectif ou miroir principal,
• Oculaire ou lentille convergente,
• Miroir secondaire.
.4. Différence entre source monochromatique et source polychromatique :
Une source monochromatique émet un rayonnement constitué d'une seule couleur alors qu'une source polychromatique émet un rayonnement constitué de plusieurs couleurs.
5. Expression de l'énergie d'un photon et signification des termes: 1,5 pt
\(E = h\upsilon \) ou \(E = h\frac{C}{\lambda }\)
• \(E\) : énergie du photon
• \(h\) : constante de Planck
• \(\upsilon \) :fréquence du photon
• \(C\) : célérité de la lumière
• \(\lambda \) longueur d'onde du photon.

Exercice 2 : Application des savoirs / 8 points

1. Électromagnétisme / 4 points
1.1- Flux magnétique maximal à travers la surface du cadre. 2 pts
\(\phi = NBS\)
AN : \(\phi = 2,25 \times {10^{ - 2}}Wb\)
1.2- f.é.m. induite \(e\) dans le cadre :
La question est annulée et les points repartis sur les-questions 1.1 et 1.3
1.3 Intensité du courant induit 2 pts
\(i = \frac{e}{R}\)
\(i = 0,47A\)
2. défauts de l'œil . 2 pts
Hypermétropie : Lentille convergente
Presbytie : Lentille convergente
3. Incertitude sur la mesure
3.1 incertitude élargie: - -
La question est annulée et les points repartis sur la question 2
3.2- Intervalle de confiance
La question est annulée et les points repartis sur la question 2

Exercice 3 : Utilisation des savoirs / 8 points

I. Lentille / 4 points
I.1 Nature et position de l'image 1 pt
\(\overline {OA'} = - 10cm\)
I.2 hauteur A'B' de l'image 1 pt
\(\overline {A'B'} = \frac{{\overline {OA'} }}{{\overline {OA} }}\overline {AB} \)
AN : \(\overline {A'B'} = 10mm\)
I.3 Diamètre apparent de l'image 2 pts
\(\tan \alpha ' \approx \alpha '\) \( = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {OF'} }}\)
AN : \(\alpha ' = 0,05rad\)

2. Mécanique / 4 points

2.1. Intensité de la force motrice de l'automobile. 2pts
\(P = \overrightarrow F .\overrightarrow V = \) \(FV\cos \left( {\widehat {\overrightarrow F ,\overrightarrow V }} \right)\) \( \Rightarrow F = \) \(\frac{P}{{V\cos \left( {\widehat {\overrightarrow F ,\overrightarrow V }} \right)}}\)
Avec \(P\) la puissance développée par le mobile et \({\widehat {\overrightarrow F ,\overrightarrow V } = 0}\)
\(F = 1,76 \times {10^3}N\)
2.2. Intensité des forces de frottement 2 pts
\(\Delta {E_C} = \sum {W\left( {{{\overrightarrow F }_{ext}}} \right)} \)
\({E_{{C_f}}} - {E_{{C_i}}} = \) \(W\left( {\overrightarrow {{R_N}} } \right) + W\left( {\overrightarrow P } \right)\) \( + W\left( {\overrightarrow f } \right)\)
\( - \frac{1}{2}m{V^2} = 0\) \( - fd \Rightarrow f = \) \(\frac{{m{V^2}}}{{2d}}\)
\(f = 5,24 \times {10^2}N\)

PARTIE B:  Évaluation des compétences / 16 points

Situation problème
1. Il est question ici de vérifier si le dispositif permettra à jean de faire fondre 100 g d’étain pris à 20°C en 5,0 s.
Pour cela nous allons :
• Exprimer la quantité de chaleur totale Q permettant la fusion de 100g d’étain pris à 20°C.
• Déterminer la durée t nécessaire au dispositif pour fondre 100g d'étain pris à 20°C.
• Comparer cette durée à 5,0 s et conclure.
Expression de la quantité de chaleur totale
\(Q = m{L_f} + \) \(mC\left( {{T_f} - {T_i}} \right)\)
Détermination du temps \(t\)
\(Q = W = {P_C}.t\) \( \Rightarrow t = \) \(\frac{{m{L_f} + mC\left( {{T_f} - {T_i}} \right)}}{{{P_C}}}\)
AN : \(t = 2,72s\)
\(t = 2,72s \prec 5s\) la durée de fusion de l’étain dans le dispositif est inférieur à celle acceptable par Jean.
Ce dispositif peut satisfaire Jean
2. Il est question ici d'évaluer le coût financier en énergie électrique pour 10s de fonctionnement de ce dispositif afin de valider ou non son utilisation.
Pour cela nous allons:
• Détermination de l'énergie électrique consommée par le dispositif en 10 5,.
• Estimer du coût énergétique du dispositif,
• Comparer ce coût 1Fcfa et conclure. A
Détermination de l'énergie électrique consommée par le dispositif en 10 s.
\(\eta = \frac{{{P_C}}}{P}\) avec \({P = \frac{W}{t}}\)
\(W = \frac{{t.{P_C}}}{\eta }\)
\(W = 25000J = \) \(6,94 \times {10^{ - 3}}kWh\)
Estimation du coût énergétique du dispositif.
\(C \prec 1Fcfa\), le coût énergétique de ce dispositif est négligeable pour une durée d'utilisation de 10 s
Ce dispositif est utilisable.