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PROF :SABOR Exercice 1 : Une gouttière EFG sert de parcours à un mobile supposé ponctuel, de masse m = 100g. Le mouvement a lieu dans un plan vertical .On donne g=10 N/Kg. r=OE=OF=1m FG=1,5m , Sa partie curviligne EF est un arc de cercle parfaitement lisse où les frottements sont négligés. Le mobile est lancé en E avec une vitesse VE = 5 m.s -1 verticale dirigée vers le bas et glisse sur la portion curviligne EF. 1) Faire un bilan des forces s’appliquant sur le mobile au point M. 2) Exprimer pour chacune des forces son travail de point E vers M en fonction de m, g, r et . 3) Appliquer le théorème de l’énergie cinétique de point E vers M et établir l'expression littérale de la vitesse VM du mobile en fonction de VE, g, r et . 4) Calculer numériquement VM (pour  = 30°). 5) Donner l'expression littérale de la vitesse VF du mobile en fonction de VE, g, r. Calculer VF ( = 0°) 6) La portion FG rectiligne et horizontale est rugueuse. Les frottements peuvent être assimilés à une force unique, constante, opposée au mouvement, d'intensité f, Sachant que le mobile arrive en G avec la vitesse VG = 0 m.s –1 , déterminer littéralement puis numériquement f. Exercice 2 : Détermination du moment d’inertie d’une poulie Le système mécanique représenté ci-dessous est constitué de :  Une poulie de rayon r =50,0 mm, susceptible de tourner autour de son axe de horizontal ;  Un corps (C) de masse m= 250 g , attaché à un fil de masse négligeable et inextensible;  Le fil est enroulé autour de la gorge de la poulie et ne glisse pas lorsque la poulie tourne.  Le système est libéré sans vitesse initiale.  Le corps (C) arrive au point N, avec une vitesse VN=4,7 m.s -1 , après avoir parcouru une distance MN =1,40 m.
 On prend g = 10 m.s -2 et on néglige les frottements. 1. Exprimer pour chacune des forces son travail de point M vers N sur le corps ©. 2. Appliquer le théorème de l’énergie cinétique de point M vers N sur le corps © ,trouver l'expression littérale de WM-N(T) , T étant la tension du fil sur ce corps. 3. Lorsque le corps © parcours la distance MN, la poulie tourne avec l’angle ∆Θ. Déterminer la relation entre MN et ∆Θ. Faire l’inventaire des forces qui s’exercent sur la poulie. 4. Appliquer le théorème de l’énergie cinétique sur la poulie puis déterminer son moment d’inertie par rapport à l’axe de rotation. EXERCICE 3 : On donne : M(Ca)=40g.mol -1 ; M(Al)=27g.mol -1 ; M(Cl)= 35,5g.mol -1 I. On dissout une masse m0=10g AlCl3(s) dans l’eau pour obtenir une solution aqueuses S0 de volume V0=500ml 1) Ecrire l’équation chimique de dissolution 2) Calculer la concentration molaire du soluté 3) Calculer les concentrations molaires ioniques des ions présents dans la solution II. On ajoute un volume V1=100mL d’une solution aqueuse S1 de chlorure de calcium CaCl2 de concentration massique Cm=10 g.L -1 à la solution S 1) Calculer la concentration molaire C1 de la solution aqueuse S1 . 2) Ecrire l’équation chimique de dissolution de CaCl2 3) Calculer les concentrations molaires ioniques des ions présents dans la nouvelle solution https://saborpcmath.com/ Nom et prenom----------------------------------------------Num------ Note----------------- https://saborpcmath.com/ CHIMIE (7pts) Une solution aqueuse d’acide chlorhydrique (H+(aq) + Cl −(aq)) réagit avec l’aluminium solide suivant la reaction suivante : 2Al + 6H+ 2Al 3+ + 3H2 A t=0 on introduit dans un flacon une masse m = 1,08g d’ aluminium et on ajoute un volume v=300ml de solutiond’acide chlorhydriquede concentrationmolaire C =1mol/l,. 1)Déterminer les quantitées de matiére initiales des réactifs . M (Al) = 27g/mol --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2)Completer le tableau d’avancement ci dessous : Réaction chimique 2Al + 6Haq 2Alaq 3+ + 3 H2 état initial 0 En cours x état final xma 3)Déterminer l’avancement final et le réactif limitant --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4)Déterminer a l’etat final: a-Le volume de dihydrogène formé. On donne :, Vm=24L/mol --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b-La concentration molaire effective de chacun des ions dans le mélange reactionnel ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5)Quelle masse d’ aluminium qu’on doit ajoutée au mélange réactionnel pour que le mélange soit stoechiométrique. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Physique1( 5pts) Un disque de diametre d=20 cm tourne sans frottements autour d’un axe fixe passant par son centre O. La vitesse d’un point de la périphérie du disque est v= 2m /s . On donne et g= 10N/Kg 1) Enoncer le T.E.C --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2)Donner le nom et l’unité de
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3)Calculer Ec l’energie cinétique du disque --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4)Pour arrêter le movement du disque on lui applique un couple de moment M constant le disque fait 50 tours avant de s’arrêter .calculer M --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Physique2(8pts) Une piste de lancement d’un projectile constitué d’un solide ponctuel (S), comprend : -Une portion circulaire AMB centré en un point O, de rayon r = 1m, d’angle où les frottements sont négligeables -Une partie rectiligne horizontale BC où Les frottements peuvent être assimilés à une force constante d'intensité f Le projectile (S) de masse m= 0,5kg est lancé en A avec une vitesse vA = 5 m.s -1 On donne g = 10 N/Kg. 1) Appliquer Le T.E.C pour établir l'expression littérale de la vitesse vM du mobile au point M en fonction de vA, g, r et . --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2) en deduire la valeur de la vitesse au point B : vB --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3) Sachant que le mobile s’arrête au point C, déterminer littéralement puis numériquement f. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4)Par quelle vitesse vC peut-on lancée (S) appartir du point C pour qu’il arrive au point A avec une vitesse nulle --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- https://saborpcmath.com/ A O M B C r  x ( ) = /2 rad r = OA = OB = l m. BC = L = 1,5 m. Classe : 1SEX (biof) Durée : 2h CHIMIE( 7points) : Analyse d’une coquille d’œuf: Dans un flacon de volume V= 850 mL, on introduit un volume V’=100 mL d’acide chlorhydrique H3O + (aq) +Cl - (aq), de concentration C =0,50 mol.L -1 . La pression à l’état initial et à la température θ = 22°C est de P0 = 1,025 10 5Pa. On introduit alors une masse m = 0,250 g de coquille d’œuf et on laisse le système évoluer. En fin d’expérience, lorsque la température est revenue à θ = 22°C, la pression finale est de Pf = 1,102 .10 5Pa. La coquille d’œuf est essentiellement composée de carbonate de calcium 3 ( ) CaCO . L’équation chimique modélisant cette réaction est : ( ) ( ) ( ) ( ) 2 3 aq 2 g aq 2 l CaCO (s) 3 2 H O CO Ca 3H O       Données : , . . ; / ;   1 1 R 8 314J mol K M CaCO 100 g mol 3     1/ Calculer la quantité de matière initiale n0 (H3O + ). 2/ Etablir le tableau d’avancement de la réaction chimique. 3/ Sachant que l’équation d’état de la phase gazeuse du système chimique s’écrit sous la forme : . ’ .    CO . P V V n n R T    air 2 (nair : quantité d’air initialement emprisonnée) -Ecrire cette relation à l’état initial et à l’état final, puis montrer que : 0 max .( ') . P P f X V V R T    4/ Calculer l’avancement maximal puis montrer que c’est le carbonate de calcium qui est le réactif limitant. 5/ Déduire le pourcentage massique du carbonate de calcium dans une coquille d’œuf. 6/ Calculer les concentrations effectives des ions oxonium et calcium à l’état final. PHYSIQU I (7 points ) Un corps (S) de masse m = 0,4 kg, est en mouvement sur des rails formés de trois portions : - AB, rectiligne de longueur L= 0,87 m, inclinée d’un angle α= 30° par rapport à l’horizontal ; - BC, arc circulaire déterminé par l’angle α= 30° et le rayon r =0 ,5 m; - CD circulaire de même rayon ; Le point D est repéré par l’angle θ=30°. Le corps (S), initialement au repos au point A, se met en mouvement sous l’action d’une force constante d’intensité F. Cette force est suspendue lorsque le corps passe par le point B avec une vitesse vB=1,16m/s. On prend : g = 10 m.s -2 et on néglige les frottements de A à B ; (Voir figure 1) Contrôle N° :2/ 1 er semestre 1BAC https://saborpcmath.com/
1/ Enoncer le travail de l’énergie cinétique. 2/ Calculer le travail   W P AB ur . 3/ Appliquer le théorème de l’énergie cinétique entre A et B puis calculer l’intensité F. 4/ Le corps (S) arrive au point C avec une vitesse nulle puis poursuit son mouvement qui change de sens au point D. On prend Epp(A) =0. 4.1. Définir l’énergie mécanique d’un corps. 4.2. Calculer Epp(B) et Epp(C). 4.3. Est-ce que le mouvement de (S) s’est fait avec ou sans frottement entre B et C ? Justifier la réponse. 4 .4. Déterminer l’intensité de la force de frottement supposée constante entre C et D. PHYSIQU II (5 points) Détermination du moment d’inertie d’une poulie Le système mécanique représenté ci-dessous est constitué de : - Une poulie de rayon r =5,0 cm, susceptible de tourner autour de son axe de horizontal ; - Un corps (C) de masse m= 0,25 kg , attaché à un fil de masse négligeable et inextensible; - Le fil est enroulé autour de la gorge de la poulie et ne glisse pas lorsque la poulie tourne. Le système est libéré sans vitesse initiale. Le corps (C) arrive au point N, avec une vitesse VN=4,7 m.s -1 , après avoir parcouru une distance MN =1,40 m. (Voir figure 2) On prend g = 10 m.s -2 et on néglige les frottements. 1. Appliquer le théorème de l’énergie cinétique sur le corps puis calculer   W T M N  ur , le travail de l’action du fil sur ce corps. 2. Faire l’inventaire des forces qui s’exercent sur la poulie. 3. Appliquer le théorème de l’énergie cinétique sur la poulie puis déterminer son moment d’inertie par rapport à l’axe de rotation. 4. Si les frottements ne sont pas négligeables, la valeur de ce moment d’inertie sera plus grande ou plus petite que celle calculée à la question précédente ? Justifier la réponse. https://saborpcmath.com/ N (C) M + https://saborpcmath.com/ Questions du cours : (3pts) Choisir la bonne réponse. (0,75pt*4) 1. L’expression de l’énergie cinétique d’un corps solide en mouvement de translation est : a) = m.V b) = m.V 2 c) = m 2 .V 2. L’unité du moment d’inertie d’un corps solide par rapport à l’axe de rotation est : a) Kg.m 2 b) Kg.m c) Kg /m 2 3. La relation entre la concentration molaire et la concentration massique est : a) C = b) C = c) C = Cm . .M Physique Exercice -1- (3pts) Une tige de masse M = 4 Kg et de longueur L=10cm tourne à 50 tr/min, autour d’un axe passant par son centre d’inertie. On donne : le moment d’inertie de la tige est : = M.L 2 1. Calculer le moment d’inertie et la vitesse angulaire de la tige en (rad/s). (1pt) 2. Déduire l’énergie cinétique de la tige. (1pt) 3. Pour arrêter le mouvement de la tige on lui applique un couple de moment M constant. La tige fait 30 tours avant de s’arrêter. calculer M.(1pt) Exercice -2- (6.5pts) On considère un corps solide (S) de masse m = 0,65 Kg peut se déplacer sur un rail ABCD qui comporte quatre phases : - une partie (AB) inclinée d’un angle =30° par rapport au plan horizontal. - une partie (BC) de forme circulaire de rayon r=1,5 m. - une partie (CD) rectiligne et horizontale. On prend : g = 10 N/Kg. 1. Le mouvement de (S) sur la partie (AB) : les frottements sont négligeables Le solide (S) part du point A sans vitesse initiale (VA = 0) et il passe par le point B avec une vitesse VB= 4,3 m/s. a. Enoncer le théorème d’énergie cinétique. (1pt) b. Calculer Ec(A) l’énergie cinétique au point A, et Ec(B) l’énergie cinétique au point B, en déduire la variation de l’énergie cinétique entre A et B. (1.5pt) c. En appliquant le T.E.C entre A et B, montrer que la distance AB = 1,85 m. (1pt) 2- Le mouvement de (S) sur la partie (BC) : les frottements sont négligeables Le solide (S) aborde la piste BC et arrive au point C avec une vitesse VC. a. En appliquant le T.E.C entre B et C, trouver la valeur d’énergie cinétique EC(C) au point C. (1pt) b. En déduire la valeur de la vitesse VC en point C. (0.5pt) 3- Le mouvement de (S) sur la partie (CD) : les frottements ne sont pas négligeables Le solide (S) aborde la piste (CD) de longueur CD = 2m, et s’arrête au point D (VD = 0), avec frottement équivalent à une force horizontale d’intensité f constante et de sens opposé. En appliquant le T.E.C entre C et D, montrer que l’expression de l’intensité f est : f = , calculer sa valeur. (1.5pt). Chimie Exercice -3- (3pts) On dissout dans l’eau une masse m=2.74g de chlorure de magnésium II de formule MgCl2 dans le volume V=500ml. 1. Calculer la concentration massique Cm de la solution. (0.75pt) 2. Déduire la concentration molaire C de la solution. (0.75pt) 3. Ecrire l’équation de dissolution de MgCl2 dans l’eau. (0.75pt) 4. Calculer les concentrations molaires effectives des ions Mg 2+ et Cl - . (0.75pt) Données : M(Mg) = 24.3g/mol ; M(Cl) = 35.5g/mol Exercice -4- (4.5pts) On verse dans un verre un volume V=400ml d’une solution de acide de nitrique (H + + NO3 - ) de concentration C=1mol.L -1 puis on ajoute masse de zinc m(Zn)=2.43g . L’équation de la réaction : Zn(s) + 2H + (aq) Zn 2+ (aq) + H2(g) 1. Montrer que : ni(Zn) = 0.1 mol / L et ni (H + ) = 0.4 mol / L (1pt) 2. Dresser le tableau d’avancement de la réaction. (1pt) 3. Calculer l’avancement maximal Xmax et déduire le réactif limitant.(1pt) 4. Décrire l’état final du système en quantité de matière. (0.5pt) 5. Calculer à l’état final le volume de dihydrogène H2 formé et la concentration des ions Zn 2+. (1pt) Données : M(Mg) = 24.3g/mol ; Vm = 24 L / mol Niveau : 1 Bac Contrôle N° 2 Semestre 1 https://saborpcmath.com/ Matière : physique chimie