PARTIE A: ÉVALUATION DES RESSOURCES / 24 points

EXERCICE 1 : Évaluation des savoirs / 14 points

1- Définir : modèle scientifique, accommodation, champ magnétique, point de fonctionnement d’un circuit. 0.75 pt x4 = 3 pts
2- A quoi sert un microscope ? 1pt
3- Quelle différence y’a t-il entre une erreur systématique et une erreur aléatoire ? 1.5 pt
4- Comment appelle-t-on le passage d’un niveau d’énergie à un autre ? 1 pt
5- Énoncer le théorème des vergences. 2 pts
6- Écrire la relation traduisant la loi de Wien et préciser la signification de chaque terme ainsi que son unité. 2.5 pts
7- Quelle conversion d’énergie a lieu dans un alternateur ? 1 pt
8- Répondre par vrai ou faux aux affirmations suivantes : 0.5 pt x 4 = 2 pts
8.1- L’énergie cinétique d’un solide en rotation ne dépend que de la masse et la vitesse angulaire de rotation.
8.2- L’incertitude absolue et l’incertitude relative sont une indication de la précision de la mesure.
8.3- La conduction est un mode de transfert de chaleur qui s’effectue avec déplacement de matière.
8.4- Un œil myope est trop divergent et se corrige avec des verres à lentilles divergentes.

EXERCICE 2 : Application des savoirs / 10 points

I/ Étude du mouvement du rotor d’un moulin / 3 pts

Le rotor d’un moulin tourne à une vitesse de 50 tr/s. On l’assimile à un cylindre plein homogène de masse m = 0.2 kg et de rayon R = 3 cm.
1- Calculer son énergie cinétique. 1,5 pt
2- Sachant qu’il a fait 50 tours pour se mettre en régime, calculer le moment du couple moteur. On rappelle que le moment d’inertie d’un cylindre plein homogène est $J = \frac{{m{R^2}}}{2}$ 1,5 pt

II/ Le microscope / 4pts

Un microscope est muni d’un objectif et d’un oculaire dont les puissances respectives sont $100\delta$ et $20\delta$. Il est utilisé sans accommodation par un observateur à vue normale. La distance objectif-oculaire étant de 16 cm.
1- Calculer l’intervalle optique de ce microscope. 1 pt
2- Calculer la puissance intrinsèque et le grossissement commercial de ce microscope. 2 pts
3- Calculer l’angle sous lequel on voit à travers ce microscope un globule rouge de diamètre $22 \times {10^{ - 6}}$m. 1 pt

III/ Energie électrique consommée par une portion de circuit / 3 pts

Un générateur de f.é.m. $E = 22$ V et de résistance interne $r = 2\Omega$ est monté aux bornes d’une dérivation de deux résistors identiques de résistance ${R_1} = {R_2} = 18\Omega$.
a)- En utilisant la loi de Pouillet, vérifier que l’intensité ${I_0}$ du courant dans chacun des résistors vaut 1 A. 1,5 pt
b)- Calculer le rendement énergétique $\eta$ du générateur. 1pt
c)- Construire le diagramme d’échanges des énergies dans ce circuit. 0,5 pt

PARTIE II ÉVALUATION DES COMPÉTENCES / 16 points

EXERCICE 1 : Utilisation des acquis / 7 points

Situation-problème : Un automobiliste, au volant de son véhicule de masse $m=1000$ kg, roule sur une autoroute horizontale a la vitesse maximale autorisée par temps sec, soit v = 130 km/h. Voyant les feux stop de la voiture située à 10 m qui le précède s’allumer, il décide alors de stopper son automobile en appuyant sur la pédale des freins. La force de freinage, que l’on suppose constante, est représentée par un vecteur notée $\overrightarrow f$. Elle possède une valeur constante $f = 6000$ N.
Consigne 1 :
Après avoir fait le schéma de la situation, y représenter toutes les forces appliquées sur l’automobile et faire leur inventaire. 2 pts
Consigne 2 :
Expliquer si l’automobiliste parviendra à éviter le choc avec le véhicule devant lui par une méthode appropriée que vous développerez. 5 pts

EXERCICE 2 : Utilisation des acquis dans le contexte expérimental / 9 points

Un solide de masse $m = 500$ g peut se déplacer en mouvement de translation sur un axe horizontal. Il est repéré par l’abscisse $x$.
Les forces de frottements sont négligeables, le solide est soumis à un ensemble de forces conservatives. L’énergie potentielle liée a ces forces est fonction de la position $x$ : ${E_P}(x) = 50{x^2}$ avec $x$ en mètre (m) et ${E_P}(x)$ en joule (J).
Tache 1 :
Exprimer l’énergie mécanique totale du solide en fonction de sa masse (m), de sa position $x$ et de sa vitesse $v$. Est-elle constante ? Justifier. 2 pts
Tache 2 :
Remplir le tableau suivant : 5 pts
$X(m)$
${E_P}(x)$
Tracer le graphe ${E_P}(x) = f(x)$ dans un repère orthonormé $\left( {O.\overrightarrow i ,\overrightarrow j } \right)$.
Échelle : 1 cm pour 0.2m et 1cm pour 10 J.

Tache 3 :
Déterminer à partir du graphe l’abscisse ${x_0}$ de la position d’équilibre du solide correspondant à l’énergie potentielle minimale. 2 pts