PARTIE 1 : Évaluation des ressources /24 points
EXERCICE 1 : Vérification des savoirs/ 8 points ;
1. Définir : point de fonctionnement d'un circuit électrique ; générateur électrique. 2 pt
2. Énoncer la loi de Pouillet. 2 pt
3. Donner le principe de fonctionnement d'un télescope de Newton. 2 pt
4. Donner une condition de Gauss permettant d'obtenir une image nette à travers une lentille mince. 2 pt
5. Donner le rôle d'un récepteur dans un circuit.
EXERCICE 2 : Application des savoirs /8 points
1. La chaleur/ 1,5 point
On considère un morceau de glace de masse m = 5.102 kg à 0°C.
Déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour le faire fondre complètement.
Chaleur latente de fusion de la glace : \({L_f}:335KJ.kg\)
2. Énergie mécanique/ 2 points
Un avion de masse m = 1200 kg se déplace à une altitude h = 200 m du sol avec une vitesse
V = 110 m/s Le sol est pris comme référence des énergies potentielles de pesanteur.
Calculer l’énergie mécanique de cet avion.
Intensité de la pesanteur g = 10 N/kg
3. Instruments optiques/ 4,5 points
Un microscope est muni d'un objectif et d'un oculaire dont les distances focales respectives sont \({f_1} = 0,01m\) et \({f_2} = 0,05m\). La distance entre l’'objectif et l'oculaire est d= 0,16 m.
3.1 Déterminer l'intervalle optique \(\Delta = \overline {{F_1}'{F_2}} \) de cet instrument. 1,5 pt
3.2 Calculer la puissance intrinsèque si l'intervalle optique \(\Delta = 0,10m\). 1,5 pt
3.3 En déduire son grossissement commercial \({G_C}\) sachant que la puissance est \({P_i} = 200\delta \) 1,5 pt
EXERCICE 3 : Utilisation des savoirs/ 8 points
1. Énergie mécanique / 4 points
Le document ci-dessous modélise la descende d'un parachutiste qui part d'un avion à une altitude H à l’instant \({t_0}\)
On suppose que la vitesse du parachutiste à la sortie de l'avion est égale à \({V_0} = 65,3m/s\).
A l'instant \({t_1}\) la différence d'altitude entre le point de sortie de l'avion et sa position est
h = 60 m, sa vitesse est alors \({V_1} = 73,9 m/s\) et le parachute s'ouvre. :
On prend pour référence des énergies potentielles de pesanteur le niveau du sol terrestre qu'on suppose plan et horizontal.
1:1 Montrer qu'entre les instants \({t_0}\) et \({t_1}\) les forces de frottements sont négligeables. 2 pt
1.2 Après l’instant \({t_1}\) les forces de frottement sont toujours négligeables.
Déterminer la vitesse du parachutiste à l'arrivée au sol. 2 pt
Données : masse du parachutiste m = 100 kg ; g = 10 N/kg, H = 400 m
2. Lentille mince / 4 points
Au cours d'une manipulation, les élèves utilisent un banc d'optique pour déterminer la vergence d'une lentille convergente \({L_1}\). Ils obtiennent les résultats suivants :
2.1 Reproduire et compléter le tableau ci-dessus 2 pt
2.2 Déterminer la vergence de la lentille \({L_1}\)
O : centre optique de la lentille ; A point objet ; A’ point image
PARTIE II : Évaluation des compétences / 16 points
Situation problème
Dans l'atelier de son père, NGUI trouve une meule électrique. Pour contrôler si son moteur est en bon état, il réalise le montage ci-dessous et fait deux tests. La résistance \(r\) de l’ampèremètre n'est pas négligeable.
Test 1 : il alimente le circuit avec un alternateur constitué d'un rotor (bobine mobile) de surface S = 130 cm2, comportant 1000 spires de fil conducteur et plongeant dans un champ magnétique d'intensité B = 0,1 T. L'angle entre la normale \(\overrightarrow n \) à la surface S et le vecteur champ magnétique \(\overrightarrow B \) est fonction du temps tel que \(\theta = \omega .t\) avec \(\omega = 62,8rad.{s^{ - 1}}\). Il constate que Le moteur ne fonctionne pas normalement.
Le flux magnétique à travers le rotor est alors de la forme : \(\Phi = {\Phi _m}\cos \omega t\).
Test 2 : Il essaye une source de courant continu, il constate que l'intensité du courant est I = 2 A et que Le moteur fonctionne normalement.
Caractéristiques du moteur 
La puissance mécanique développée est \({P_m} = 80W\)
Le rendement du moteur est \(\eta = 0,8\)
Informations utiles:
Tension d'alimentation du circuit pour un bon fonctionnement du moteur est \({U_{AB}} = 80V\)
Le moteur de la meule est universelle.(fonctionne en courant continu et en courant alternatif).
Données : \(R = 10\Omega \) et \(r = 5\Omega \)
En exploitant les informations ci-dessus et à l'aide d'une démarche scientifique,
1. Prononce-toi sur la cause probable du non-fonctionnement du moteur dans le premier test. 8 pt
2. .Justifie le bon fonctionnement du moteur en évaluant la tension \({U_{AB}}\)dans le test 8 pt
