Corrigé Bac Blanc #2 Physique Chimie - Bac S

Corrigé Bac Blanc #2 Physique Chimie - Bac S

Retrouvez la correction écrite du Bac Blanc #2 de Physique Chimie série S !

Pour rappel, le sujet de cette épreuve de Physique Chimie portait sur la mécanique. Il était constitué de trois exercices différents : deux sur la physique et un autre sur la chimie.

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Corrigé Bac Blanc #2 Physique Chimie - Bac S

Le contenu du document

 

CORRIGE 

 

Durée : 3h 30

Exercice 1 : Un peu de football, le tir au but PANENKA - 9 points

Exercice 2 : La psychoacoustique : l’effet de masquage - 5 points     

Exercice 3 : Pièce de 5 centimes d’euro et sa teneur en Cuivre - 6 points

Calculatrice autorisée

 

 

EXERCICE 1 : UN PEU DE FOOTBALL, LE TIR AU BUT PANENKA

 

PARTIE A : ETUDE DU MOUVEMENT DU BALLON LORS D’UN TIR AU BUT « PENALTY » 

 

A.1) Représentation de la situation de tir au but dans un repère orthonormé (Ox, Oz) :

 

exercice-tir-au-but-physique

 

A.2) Pour que le tir au but soit réussi il faudrait que le ballon franchisse la ligne de but en passant sous la barre transversale du but. Ainsi, les conditions sont les suivantes :

- Par rapport à l’axe Ox, le point A doit être situer après la ligne de but et donc, xA > 11 m. 

- Par rapport à l’axe Oz, le point doit être entre le niveau de la ligne de but et le côté bas de la barre transversale et donc, 0 < zA < h => 0 < zA < 2,44 m

 

A.3) 

A.3.1) Enoncé de la deuxième de Newton : Dans un référentiel supposé galiléen, la somme des forces extérieures appliqués à un système de masse m en mouvement est égale à la dérivée de sa quantité de mouvement par rapport au temps.

 

exercice-newton-physique-chimie

 

Avec a = Accélération du système en m.s-2

 

A.3.2) 

- Système : Ballon de centre d’inertie G

- Référentiel : terrestre supposé galiléen

- Bilan des Forces : il y a une seule force, le poids P ⃗ 

 

- Application de la deuxième de Newton sur le centre d’inertie G du ballon, on obtient :

 

exercice-newton-ballon-physique-chimie

 

 

exercice-physique-chimie-newton

 

A.3.3) D’après A.1), on obtient :

 

exercice-cosinus-sinus

 

A.3.4) on sait que : exercice-physique-chimie-bac-blanc

Par projection sur Ox et Oz =>  exercice-equations-physique

 

Par primitive, on obtient, physique-chimie-bac-blanc-exercice Avec, C1 et C2 des constantes à déterminer.

 

En utilisant les conditions initiales, à t= 0 s :exercice-physique-chimie-primitive

 

On déduit que, physique-chimie-exercice

 

Par primitive, on obtient : 

exercice-primitive-bac-blanc

Avec, C1 et C2  des constantes à déterminer

 

En utilisant les conditions initiales, à t= 0s :equation-bac-blanc-physique

 

Ainsi, les équations horaires du mouvement du ballon sont les suivantes :

 

equations-horaires-ballon-physique-chimie

 

A.3.5) Equation de la trajectoire du ballon :

 

equation-trajectoire-ballon-physique

 

On remplace t dans l’équation de z(t), o obtient :

 

equation-ballon-exercice-physique

 

A.4) Pour que la « panenka » soit reussi, il faudrait que le ballon, une fois au niveau de la ligne de but, passe en dessous de la barre transversale du but. 

Autrement dit : Z (x = ligne de but) < h = 2,44 m

 

Calculons Z (x = ligne de but = 11 m) = 

exercice-physique-chimie-ballon

 

Z = 2,08 m < 2,11 m et donc, le tir au but panenka est réussi.

 

A.5) Pour déterminer la valeur de la vitesse du ballon au niveau de la ligne de but (x = 11 m), il faut calculer les valeurs des composantes de la vitesse Vx et Vz. Ainsi, pour déterminer ces dernières, il faudrait calculer le temps t du ballon au niveau de la ligne de but.

 

On sait que : equation-physique-chimie

 

Ainsi, partie-a-exercice-physique

 

Vz est négative puisque le ballon à ce moment est dirigé vers le sol, opposé à l’axe Oz.

 

Donc, V= equation-bac-blanc-physique-exercice

Fin de l'extrait

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