A ÉVALUATION DES RESSOURCES / 10 points

Exercice 1 : ÉVALUATION DES SAVOIRS 5 points

1. DÉFINITIONS
1 a) Molécule : Assemblage ordonné d'atomes liés entre eux. 0,5pt
b) Matière non biodégradable : Matière qui ne se dégrade pas dans la nature. 0,5 pt

2. Énoncé de la loi de Lavoisier : « au cours d'une réaction chimique, la masse totale des réactifs consommés est égale à la masse totale des produits formés. » 1 pt
3 1 Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle les réactifs disparaissent et il se forme les produits. 0,5pt
3 2 La partie fixe d'un moteur électrique s'appelle le stator. 0,5 pt!
3. Fonction du système bielle-manivelle 1 pt
Le système bielle-manivelle a pour fonction de transformer de façon réversible le mouvement de translation alternative du piston en mouvement de rotation continue de la manivelle.
5 Signification de l'abréviation PMH: Point Mort Haut 1 pt

Exercice 2 : APPLICATION DIRECTE DES SAVOIRS ET SAVOIR-FAIRE 5 pts

1. Déterminons la quantité de matière $n$ dissoute. 1 pt
$n = \frac{{{m_{NaCl}}}}{{{M_{NaCl}}}}$
Calculons la masse molaire de ${_{NaCl}}$
${{M_{NaCl}} = {M_{Na}} + }$ ${{M_{Cl}} = 23 + 35,5}$ ${ = 58,5}$ g/mol
Calcul de la quantité de matière
$n = \frac{{81}}{{58,5}} = 1,38$ mol
2.1 Déterminons la valeur maximale ${U_m}$ de la tension 1 pt
${U_n} = b \times$ sensibilité verticale ;
$b$ étant le nombre de division sur l'axe vertical
AN: ${U_m} = 3 \times 10 = 30$ V
Déduction de la valeur efficace de la tension 1 pt
${U_{eff}} = \frac{{{U_m}}}{{\sqrt 2 }} = 21,21$ V
3.1 Caractéristiques d'un moteur monocylindrique : V = 600 cm3; v = 75 cm³ 1 pt
• $V$ représente le volume du cylindre au dessus du piston lorsque celui-ci est au point mon bas
• $v$ représente le volume du cylindre au dessus du piston lorsque celui-ci est au point mort haut
3.2 Déterminons la cylindrée unitaire de ce moteur 1 pt
• Cylindrée unitaire $= V-v$
AN: Cylindrée unitaire = 800-75 = 525 cm³
• Cylindrée unitaire = 525 cm³

B / ÉVALUATION DES COMPÉTENCES / 10 pts

1-ll est question de proposer un système de transmission dans lequel la vitesse de rotation de la roue réceptrice est six fois plus grande que celle de la roue motrice pour que le moulin fonctionne bien.
Pour cela, il faut:
• Déterminer le rapport de transmission de ce système
• Établir une relation entre les diamètres des roues
• Choix convenable des roues à utiliser
• Schéma ou montage du système de transmission
a) Calcul du rapport de transmission
Notons :
${N_E}$ et ${D_E}$ respectivement vitesse de rotation et diamètre de la roue liée au moteur (roue d'entrée);
${N_S}$ et ${D_S}$ respectivement vitesse de rotation et diamètre de la roue non liée au moteur (roue de sortie);
D'après la proposition du technicien : ${N_S} = 6{N_E}$
Avec $k = \frac{{{N_S}}}{{{N_E}}}$, On a $k = 6$
b) Relation entre les diamètres des roues
$k = \frac{{{D_E}}}{{{D_S}}} \Rightarrow$ ${D_E} = 6{D_S}$
c) Choix des roues
Le diamètre de la roue d’entrée est six fois plus grand que celui de la roue de sortie donc ${D_E} \succ {D_S}$
La roue d'entrée est la roue 3 de diamètre ${D_E} = 120$mm
La roue de sortie est la roue 1 de diamètre ${D_S} = 20$ mm
d) Schéma du système
Pour que ce moulin fonctionne bien il faut que la roue liée au moteur ait un diamètre 120 mm et celle non liée au moteur un diamètre de 20 mm

2 Deux méthodes de résolution

Il est question de montrer qu'après 5 min 30 s d'utilisation, ce moulin ne fonctionne pas bien et de proposer les solutions de remédiation.
Pour cela il faut :
Calculer la vitesse de rotation de p chaque roue
Calculer le rapport de transmission du système
Comparer ce rapport aux prévisions du technicien et conclure
Proposer les solutions de remédiation
a) Calcul des vitesses de rotation
5min 30s = 330 s
Roue d'entrée : ${N_E} = \frac{{{n_E}}}{t} = \frac{{330}}{{330}} = 1$ trs
Roue de sortie: ${N_S} = \frac{{{n_S}}}{t} = \frac{{1650}}{{330}} = 5$ trs
b) Rapport de transmission
$k' = \frac{{{N_S}}}{{{N_E}}} = \frac{5}{1} = 5$
c) Comparaison des rapports de transmission
$k' = 5 \ne k = 6$ cette différence montre qu’il y’a un problème.
La vitesse de rotation de la roue de sortie a diminué donc il se pose un problème de glissement.
Remarque :Le candidat peut directement calculer $k' = \frac{{{n_S}}}{{{n_E}}} = \frac{{1650}}{{330}} = 5$ puis il conclut.
Proposition de solution de remédiation
Deux solutions suffisent
Croisement de la courroie.
Monter un galet tendeur le plus près possible de la petite roue.

MÉTHODE 2 :
Il est question de montrer qu'après 5 min 30 s d'utilisation, ce moulin ne fonctionne pas bien et de proposer les solutions de remédiation.
Pour cela il faut :
• Calculer le nombre de tour théorique ${n_{th}}$ effectué par la roue de sortie connaissant celui de la roue motrice et le rapport de transmission.
• Comparer la valeur théorique à celle effective ${n_{eff}} = 1650$ trs et conclure
Proposer les solutions de remédiation.
a) Calcul de ${{n_{{S_{th}}}}}$:
${n_{Sth}} = \frac{{{n_{{S_{th}}}}}}{{{n_e}}} \Rightarrow {n_{{S_{th}}}}$ $= k \times {n_e} = 6 \times 330$ $= 1980$ trs
${{n_{{S_{eff}}}} = 1650}$ soit ${{n_{{S_{eff}}}} \prec {n_{{S_{th}}}}}$
Il se pose un problème de glissement
Proposition de solution de remédiation
• Croisement de la courroie.
• Monter un galet tendeur le plus près possible de la petite roue.