Série D - Sciences Physiques

BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT GENERAL – MADAGASCAR

Série : D -  SESSION 2006

 

Epreuve de : Sciences Physiques

Durée : 3 heures  15 minutes 

 

CHIMIE ORGANIQUE               (3pts)

L’hydratation d’un altère e formule semi développée donne deux produit A et B

 

1)    Donner les formules semi développées et les noms ces  deux produits.

2)    L’oxydation ménagée de l’un de ces produits conduit à un composé C qui vire le réactif de Schiff au rose violacé. Donner la formule semi- developpée de C et son nom.

3)    On fait réagir 4,6 g d’acide méthanoïque avec 7,4g de 2-Méthyl propan-1-ol et on recueille finalement 6,8 g d’ester. Ecrire l’équation bilan de la réaction et calculer le taux d’alcool estérifier.

On donne : 

 

CHIMIE MINERALE                   (3pts)

 

On verse progressivement une solution d’hydroxyde de sodium de concentration  dans un bécher contenant  d’une solution d’acide carboxylique R-COOH. Au cours de l’addition, on mesure les valeurs du pH du mélange. Les résultats sont groupés dans le tableau ci-dessous :

	0	2	4	6	8	10	12	14	16	17	17,5	18	18,5	19	20	22
pH	2,4	2,8	3,1	3,3	3,5	3,7	3,9	4,2	4,5	5	5,7	9,7	11,5	12	12,2	12,4

 

1)    Tracer la courbe représentative de pH en fonction du volume de base versée.

Echelle :  1 cm sur l’axe des abscisses représente  

                1 cm  sur l’axe des ordonnées représente 1 unité de pH.

2) Déterminer sur la courbe les coordonnées du point d’équivalence.

3) Recenser toutes les espèces chimique présentes dans le mélange et calculer leurs concentration en   à la demi équivalence.

On donne :

 

 

PHYSIQUE NUCLEAIRE                         (2pts)

1)    On considère les 2 variétés   du radioélément d’Uranium.

Que peut-on dire de ces 2 variétés ?

Calculer l’énergie de liaison par nucléon de l’Uranium 235 en MeV / nucléon.

2)    On considère la réaction suivante :

Donner le nom de ce type de réaction puis déterminer A et Z en précisant les lois utilisées.

3)    La période radioactive de  est de 10 minutes. Un échantillon contient  à l’instant t = 0 . Combien en restera-t-il au bout d’une heure ?

On donne :    

Masse d’un proton :          

Masse d’un neutron :         

Masse d’un noyau d’uranium :

 

 

IV- ELECTROMAGNETISME                          (4pts)

 

A-   Dans une enceinte circulaire (D), sous vide poussé, règne un champ magnétique constant et uniforme. Au centre de l’enceinte, à un instant donné, une source S émet un proton avec une vitesse  orthogonale à la direction du vecteur champ magnétique  et perpendiculaire au diamètre PQ passant par S  (voir figure ci-après).

1)    Donner les caractéristiques de la force électromagnétique  s’exerçant sur la particule en S et la représenter.

2)    Quelle est la nature de la trajectoire du proton dans l’enceinte  (D) ? Calculer son rayon.

(Le poids d’un proton est supposé négligeable devant la force électromagnétique).

On donne : B = 0,53 T

Vitesse initiale du proton au point S :

Masse d’un proton

Charge d’un proton   .

 

B-   Entre deux points A et B, on relie en série un conducteur ohmique de résistance , une bobine de résistance négligeable et d’inductance L = 0,24 H et un condensateur de capacité On applique entre A et B un tension sinusoïdale

1)    Construire le diagramme de Fresnel relatif au circuit.

2)    Calculer le déphasage entre la tension  et l’intensité.

3)    Donner l’expression de l’intensité instantanée.

 

 

V- OPTIQUE  GEOMETRIQUE                                   (2pt)

 

Soit une lentille L de distance focale f ‘ = - 30 cm et de centre optique O. Un objet réel AB de hauteur 2 cm est placé perpendiculairement à l’axe optique, à 20 cm devant L. A se trouve sur l’axe optique et B en dessous de A.

1-    Calculer la vergence de la lentille L et en déduire sa nature.

2-    Déterminer, par calcul, les caractéristiques de l’image À’B’ données par la lentille.

(Position, nature, sens et grandeur).

3-    Vérifier graphiquement les résultats obtenus.

Echelle : 1/5 suivant l’axe optique et en vraie grandeur pour l’objet AB.

 

PROBLEME DE MECANIQUE

A-   Un solide P de masse m, assimilable à un point matériel est placé au sommet A d’une sphère de rayon R = 1 m. On déplace légèrement ce point matériel P de sorte qu’il quitte la position A avec une vitesse considérée comme nulle, puis glisse sans frottement le long de la sphère. (Voir figure ci-contre)

 

1)    en appliquant le théorème de l’énergie cinétique, la position du point P étant repérée par l’angle, donner l’expression de la vitesse de P en fonction de avant de quitter la sphère.

2)    Calculer l’angle  lorsque le point matériel P quitte la sphère.

 

B-   Un dispositif constitue d’un disque homogène de centre O, de masse M = 100 g et de rayon r = 5 cm, disposé horizontalement, est suspendu en un point A par l’intermédiaire d’un fil de torsion soudé à son centre d’inertie O.(voir figure ci-contre).

On écarte le système de sa position d’équilibre d’un petit angle  puis on l’abandonne sans vitesse initiale.

1)    En utilisant le théorème de l’accélération angulaire, déterminer l’équation différentielle du mouvement sachant que la constante de torsion du fil est . (On rappelle que le moment d’inertie d’un disque homogène par rapport à un axe qui lui est perpendiculaire et passant par son centre d’inertie O est .

2)    Retrouver l’équation différentielle du mouvement en utilisant la conservation de l’énergie mécanique, sachant que l’énergie potentielle de pesanteur et l’énergie potentielle élastique sont nulles à l’équilibre.

3)    Calculer la longueur du pendule simple synchrone de ce pendule composé.

On prendra.