TD Physique Chimie Tle D (Mécanique-Electricité-Solution Aqueuse)
TD : TD Physique Chimie Tle D (Mécanique-Electricité-Solution Aqueuse). Recherche parmi 300 000+ dissertationsPar jhojota • 21 Janvier 2018 • TD • 1 677 Mots (7 Pages) • 765 Vues
EXERCICE I : Mécanique
Un plat de riz bien protégé, assimilable à un point matériel, est lancé depuis le point A sur un plan incliné d’un angle α = 30° par rapport à l’horizontale. On néglige les frottements sur le plan AB. La longueur du plan AB est L = 2 m (voir figure)
Le plat arrive en B avec nu vecteur vitesse B de vitesse B= 10 m/s on prendra g = 9,8 m/s2.[pic 3][pic 1][pic 2]
- Etude du mouvement du plat sur le plan incliné AB
- Faire le bilan des forces qui s’exercent sur le plat
- Calculer la valeur de la vitesse A de lancement au point A[pic 4]
- Représenter le vecteur Vitesse B au point B[pic 5]
- Etude du mouvement du plat dans le champ de pesanteur uniforme
A partir du point B, le plat entre dans le champ de pesanteur uniforme. On néglige les frottements de l’air. Le plat de riz tombe au fond d’une prison à la distance h = 5 m en dessous du point B.
- Déterminer les équations horaires du mouvement du plat dans le repère (B ; ;), en considérant qu’à l’instant initial, le plat se trouve au point B.[pic 6][pic 7]
- En déduire l’équation Cartésienne de la trajectoire du plat
- Déterminer tE, date à laquelle le plat arrive au fond de la prison en E.
- Calculer l’abscisse XE du point E.
- Etude du mouvement des prisonniers
Deux prisonniers très affamés assimilés à des matériels mobiles que nous nommerons P1 et P2 se trouve dans la cours de la prison. P1 ayant vu le plat le premier, part du point C avec une vitesse constante 1 = 15 m/s[pic 8]
4 s après le départ de P1, P2 qui vient de voir le plat démarre du point D avec une accélération
a2 = 6 m/s2
- Etablir les équations horaires du mouvement de chaque prisonnier selon l’axe (B ; x)
- Calculer le temps mis par chacun des prisonniers pour arriver au point E
- Lequel des prisonniers prendra le plat ?
On donne xC = - 18 m ; xD = - 10 m
NB : xC et xD sont les abscisses des points C et D sur l’axe (B ; x)
EXERCICE II : Electricité
Une bobine de longueur l = 50 cm comporte 400 spires de 2 cm de diamètre. L’axe de cette bobine, horizontale, est perpendiculaire au plan du méridien magnétique du lieu. Une aiguille aimantée horizontale mobile autour d’un axe est placé au centre C de cette bobine (Voir figure ci-dessous)
[pic 9]
- Montrer que la bobine peut être considérée comme un solénoïde
- Reproduire le schéma de la bobine ci-dessus et :
- Indiquer le sens du courant à l’intérieur de la bobine et les faces de la bobine.
- Représenter les lignes de champ à l’intérieur et à l’extérieur de la bobine.
- Reproduire le même schéma de la bobine en représentant
- Le champ magnétique b créé par la bobine[pic 10]
- La composante horizontale n du champ magnétique terrestre. [pic 11]
- Le champ magnétique résultat [pic 12]
- Lorsqu’un courant continue d’intensité I parcourt la bobine, l’aiguille aimantée tourne d’un angle θ = 60°
- Déterminer
- La valeur du champ magnétique résultant de [pic 13]
- La valeur du champ magnétique b créée par la bobine [pic 14]
- Pour utiliser cette bobine, on se propose de déterminer le nombre de sphère par unité de longueur. Pour se faire, on mesure la valeur du champ magnétique à l’intérieur de la bobine en faisant varier l’intensité du courant qui la traverse.
- Faire le schéma du dispositif expérimental
- Donner l’expression de l’intensité du champ magnétique b en fonction de n, I et μ0 [pic 15]
- Déterminer le nombre de spires par unité de longueur de cette bobine.
- Calculer la valeur du champ magnétique b’ créé par la bobine pour I = 34 mA.[pic 16]
- Comparer la valeur théorique b et la valeur expérimentale b’. Conclure[pic 17][pic 18]
On donne n = 2.10-5T ; μ0 = 4ℼ.10-7 SI[pic 19]
Exercice III : Solutions aqueuses
Dans une fiole jaugée de 250 ml, on introduit :
- 30 ml d’une solution de chlorure de sodium NaCl à 0,8 mol.L-1
- 3.10-2 mol d’une solution de chlorure de calcium CaCl2.
- 148 mg d’hydroxyde de calcium Ca(OH)2 (solide ionique).
- On complète avec l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.
- Ecrire les équations de dissolution des composés ioniques ci-dessus dans l’eau.
- Faire l’inventaire des espèces chimiques présentes dans la solution et calculer les concentrations des ions.
- Vérifier l’électroneutralité de la solution S obtenue
- Calculer le pH de cette solution.
- A partir de 10 ml de la solution S, on désire préparer une solution S1de PH = 11,2 par dilution.
- Qu’est-ce qu’une dilution ?
- Déterminer le volume d’eau à ajouter à 10 ml de S.
- Donner la liste de matériel à choisir et indiquer le mode opératoire.
- On ajoute à 20 ml de la solution S1 20 ml d’une solution d’hydroxyde de sodium pH = 12.
- Déterminer la concentration en ions hydroxyde de la solution S2 obtenue.
- En déduire le pH de cette solution.
- Classer les solutions S, S1, et S2 par basicité croissante.
Données : M (g.mol-1). Ca : 40 ; O : 16 ; H : 1
Exercice IV
On cherche à déterminer la formule semis développée d’un ester E.
- La masse molaire moléculaire de E est 116 g/mol. Déterminer sa formule brute
- L’hydrolyse de E produit deux corps A et B :
- Le corps A peut être obtenu par hydratation d’un alcène C à 4 atomes de carbone.
- Ecrire les formules semi-développées possibles de l’alcène C et préciser leur nom.
- Sachant que l’hydratation de C donne uniquement le composé A, écrire l’équation bilan de cette hydratation. Préciser le nom de A.
- Le composé B est obtenu à partir d’un alcool D par suite de réaction
[pic 20]
- Préciser les fonctions, formules semi-développées et noms de F et B.
- Proposer une expérience (nom et résultat) qui permettre d’identifier exclusivement la fonction de F.
- Le composé B réagit avec le chlorure de thionyle SOCl2 pour produire entre autre le composé organique G ; en présence du déshydratant P4O10 ; B donne le composé Q et de l’eau.
Ecrire les équations bilans de ces deux réactions et préciser les noms et les formules semi-développées de G et Q.
- E peut être obtenu de différentes manières :[pic 21]
- Écrire l’équation bilan de chacune des réactions (1), (2), (3) et préciser leurs caractéristiques.
- Préciser la formule semi-développée et le nom du composé E.
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