Thèse n° : 1 Sciences physiques








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titreThèse n° : 1 Sciences physiques
date de publication24.01.2018
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typeThèse
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Collège Sadiki

Devoir de synthèse n° : 1

Sciences physiques

3 Maths1 et 3 ScExp

Durée : 2 h

Samedi 10 -12-2011

Profs : Fki, Hrizi, Abid et Cherchari


Chimie ( 7 pts )

Exercice 1 (3pts)

On donne M(Cu) =63,5 g.mol-1 , VM =24 L.mol-1.

On fait réagir de l’acide nitrique concentré (HNO3) de volume V=40ml et de concentration C=5 molL-1 sur 6 ,4g de cuivre Cu.

Il se forme des ions Cu2+ et du monoxyde d’azote NO (gaz).

1/S’agit-il d’une réaction d’oxydoréduction par voie sèche ou par voie humide ? Justifier.

2/Monter que l’équation bilan de la réaction est :

2NO3-+ 3Cu + 8H3O+ Cu2+ +2NO+12H2O

3-Préciser le réactif limitant. Justifier la réponse.

4/Déterminer la concentration molaire des ions cuivre à la fin de la réaction et calculer le volume du gaz dégagé.
EXERCICE 2 (4pts) Acide –base de Brönsted

1/Donner la définition d’un acide et d’une base selon Brönsted.

2/a- Donner la formule de l’acide sulfureux sachant que sa base conjuguée est l’ion HSO3 -. Ecrire l’équation formelle du couple (acide/base) considéré.

b-Donner la formule de l’ion phosphate sachant que son acide conjugué est l’ion HPO42- . Ecrire l’équation formelle du couple (acide/base) considéré.

3/On fait réagir un volume V1=30ml d’une solution de phosphate de sodium (3Na+ + PO43-) de concentration molaire C=1,5 mol.L-1 avec un volume V2=20ml d’une solution d’acide nitrique (HNO3) de concentration molaire C2=2mol.L-1. Cette réaction est supposée totale.

a/Ecrire l’équation de la réaction acide base considérée.

b/ Déterminer le réactif en excès.

c /Déterminer à la fin de la réaction, la concentration molaire des ions phosphates et des ions NO3-

.





Physique (11 points)

EXERCICE 1 (7pts)

On donne : =10N.kg-1 .

On considère une tige homogène de cuivre de section constante, de longueur AC=L=20cm et de masse m=50g.

I/ 1/La tige peut tourner librement dans un plan vertical autour d’un axe horizontal passant par le point A, sa moitié inférieure (comme l’indique la figure 1) se trouve dans une région où règne un champ magnétique uniforme de vecteur horizontal, perpendiculaire à la tige et rentrant (voir figure 1)

On fait passer dans la tige un courant d’intensité I=10A ,la tige dévie alors d’un angle β=18° par rapport à la verticale et reste en équilibre dans cette nouvelle position.

1/a-Faire un schéma clair, en représentant uniquement la tige dans sa nouvelle position d’équilibre tout en indiquant le sens du courant I.

b-Représenter sur le même schéma les différentes forces extérieures exercées sur la tige.

2/a-Etudier l’équilibre de la tige et calculer la valeur de la force de Laplace .

b- En déduire la valeur de .

3/Décrire ce qui se passe si :

a- On inverse les bornes du générateur.

b- On augmente l’intensité du courant I.

c-La direction du vecteur champ magnétique devient verticale.
II/ La tige AC, est suspendue à l’aide de deux ressorts (R1) et (R2) identiques, isolants, très légers, à axes verticaux et de raideur K=5N.m-1. On place toute la tige dans un champ magnétique uniforme de vecteur horizontal perpendiculaire à la tige et sortant et de valeur =0,1T (voir figure 2).La tige est parcourue de A vers C par un courant d’intensité I, à l’équilibre la tige est horizontale et chaque ressort dont l’axe reste vertical est allongé de l=2 cm

1/ Représenter les différentes forces qui s’exercent sur la tige.

2/ Calculer la valeur de la force de Laplace.

3/ En déduire l’intensité I du courant qui traverse la tige.

EXERCICE 2 (6pts) La découverte de Neptune

En 1781, la planète Uranus est découverte, mais sa position ne peut pas être déterminée avec précision par les lois de Newton. On doit déplacer la lunette astronomique de plus d’une minute ( 1 minute = )d’angle par rapport à l’emplacement prévu par le calcul pour pouvoir l’observer.

En 1845, alors que certains chercheurs prennent comme hypothèse la non validité de la loi de gravitation universelle pour des corps situés très loin de la terre, l’astronome LE VERRIER propose qu’Uranus est perturbée dans son déplacement par la présence d’une planète non encore découverte.

En utilisant les lois de Newton, et après un an de travail, il détermine, par le calcul, la masse de l’orbite et la position de cette hypothétique planète.

Le 23 septembre 1846 JOHAN GALLE pointe sa lunette vers la région du ciel, indiquée par LEVERRIER, et en comparant le champ d’étoile avec celui d’une carte établie auparavant il repère un astre inconnu. La huitième planète en partant du soleil, NEPTUNE, vient d’être découverte.

1/Interpréter la non validité de la loi de gravitation universelle.

2/Quelle est l’hypothèse mise par LE VERRIER ?

3/ « La planète Uranus est perturbée dans son déplacement par la présence d’une autre planète »

Donner le nom de cette planète.

II/On suppose que Neptune est à répartition de masse à symétrie sphérique, sa masse MN et son rayon est RN=24300 Km. On donne : G=6,67 10-11 u.s.i.

1/a- Donner l’expression du vecteur champ de gravitation universelle N0 créé par Neptune en un point de sa surface et représenter le vecteur N0.

b- sachant que sa valeur est 11,3 N.kg-1, calculer la masse de Neptune MN.

2/ Un satellite artificiel transportant la sonde Voyager (est un programme d'exploration robotique de l'agence spatiale américaine NASA dont l'objectif est d'étudier les planètes extérieures du système solaire), assimilable à un corps ponctuel, qui gravite à une altitude h de la surface de Neptune est soumis à l’action d’un champ de gravitation universelle Nh ( créé par Neptune à l’altitude h).

Exprimer pour cette position la valeur du vecteur Nh en fonction de N0, RN et h. Pour quelle valeur de h,

Nh= .



Exercice 1 (physique)






Exercice 2 (physique)




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