PTSMSE: Bac_Blanc_SM_Physique_Donka_2014

MEPU-A
SNECSO

BACCALAUREAT BLANC

PROFIL: Sciences

Epreuve: Physique Durée: 2 heures Coef:

SUJET:

NB: les parties I, II, III et IV sont indépendantes. On expliquera chaque résultat sous forme littérale avant de passer à l'application numérique, l'utilisation de la calculette est autorisée.

I- Une gouttière ABC sert de parcours à un mobile supposé ponctuel, de masse m = 0,1 kg, le mouvement a lieu dans un plan vertical, on donne $g = 10 m/s^{2}$ .

1) Sa partie curviligne AB est un arc de cercle parfaitement lisse où les frottements sont négligés ( $\rightarrow\\OA$ , $\rightarrow\\OB$ ) = $\frac{\pi}{2}$ rad ; r = OA = OB = 1m. Le mobile est lancé en A avec une vitesse $v_{a}$ = 5 m/s verticale et dirigée vers le bas et glisse sur la portion curviligne AB.

a) Etablir l'expression littérale de la vitesse $v_{M}$ du mobile en un point M tel que mes( $\rightarrow\\OM$ , $\rightarrow\\OB$ )=0 en fonction de $v_{A}$ , r, g et $\theta$ . Calculer $v_{M}$ en B pour ( $\theta$ = 0).

b) Exprimer l'expression littérale de la réaction $\underset{R}{\rightarrow}$ de la piste sur le mobile en M en fonction de m, g, $\theta$ et $v_{M}$ .

c) Calculer numériquement R en B.

2) La portion BC rectiligne et horizontale est rugueuse, les frottements peuvent être assimilés à une force $\underset{f}{\rightarrow}$ unique constante, opposée au mouvement d'intensité $f$ . On donne BC = $l$ = 1,5 m.

Sachant que le mobile arrive en C avec une vitesse de $v_{c}$ = 5 m/s, déterminer littéralement puis numériquement $f$ .

3) En C le mobile quitte la piste avec sa vitesse $v_{c}$ .

a) Etablir dans le repère cartésien ( $Cx,Cy$ ), l'équation de sa trajectoire, l'origine des dates étant l'instant où le mobile passe en C.

b) Trouver les coordonnées du point I où le mobile reprend contact avec le sol horizontal sachant que CH = d = 1,25 m.

II - 1) Le nucléide $_{226}^{88}\textrm{Ra}$ est un élément radioactif de type $a$ .

a) Expliquer en quoi consiste la radioactivité $a$ .

b) Ecrire l'équation de désintégration produite en indiquant les lois de conservation qu'il faut respecter et nommer le noyau obtenu.

c) Déterminer l'énergie libérée par la désintégration d'un noyau de radium. En déduire l'énergie libérée par 1g de radium.

2) La période du radium est T = 1620 ans. Qu'est ce que cela signifie ?

a) Calculer la constante radioactive $\lambda$ en $s^{-1}$ .

b) A l'instant t = 0, la masse de radium est de 1 g. Quelle masse reste-t-il au bout t = T, 2T, 3T ... $n$ T ?

3) La particule $a$ émise par le radium arrive à la vitesse $\underset{v_{0}}{\rightarrow}$ de module 15000 km/s et pénètre perpendiculairement à cette vitesse.

On superpose au champ électrique $\underset{E}{\rightarrow}$ dû au condensateur, un champ magnétique uniforme $\underset{B}{\rightarrow}$ .

Déterminer B pour que la particule $a$ ne subisse aucune déviation.

Données: $m(a) = 4,00154$ $u$ ; $m(Rn) = 222,0869$ $u$ ; $m(Ra) = 226,096$ $u$ ; $1u = 1,66.10^{-27} kg = 931,5 \frac{MeV}{c^{2}}$ ; $q= 3,2.10^{-19} C$ ; $N_{a} = 6,0022.10^{23}/mol$ .

III- 1) Enoncer la loi de LENZ et donner quelques applications de l'induction électromagnétique.

2) Qu'appelle-t-on satellite géostationnaire ?

3) Après avoir rappelé les conditions d'obtention des franges d'interférence, définissez et donner l'expression de l'interfrange.

4) Enoncer

a) Les postulats de Bohr.

b) Le théorème d'Huygens.

Modifié le: dimanche 10 juin 2018, 21:06

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