Sujet officiel complet du bac S Physique-Chimie Obligatoire 2007
Ce sujet comporte un exercice de CHIMIE et deux exercices de PHYSIQUE (55 points). III. Des lois de Kepler à l'étude d'un astéroïde (4 points) ...
TS-EXERCICES-Kepler.pdf
Donnée : constante de gravitation universelle G = 667 × 10 – 11 S.I En outre
Exercice 3 Des lois de Kepler à létude dun astéroïde 4 pts
CORRECTION EXERCICE I : DES LOIS DE KEPLER À L'ÉTUDE D'UN ASTÉRO?DE… 1. Planètes en orbite elliptique. 1ère loi de Kepler : orbites elliptiques le centre
177 n°22. Quelle est la masse de Jupiter
Ch.6. Application des lois de Newton et des lois de Kepler. Exercice corrigé La planète Jupiter possède de nombreux satellites On s'intéresse à ceux ...
BACCALAURÉAT GÉNÉRAL BLANC
EXERCICE 2–LOIS DE KÉPLER. 1.a. Troisième loi de Képler pour une planète autour du. Soleil : « Le carré de la période de révolution est pro-.
1 Lois de Kepler lois de Newton
Loi de la gravitation universelle : Deux corps quelconques s'attirent en raison directe de leur masse et en raison inverse du carré de la distance de leurs.
Terminale S – Partie 2 : Comprendre : Structure et transformation de
Justifier qualitativement que le mouvement de la comète autour du Soleil respecte la deuxième loi de. Kepler. 2.3. Déterminer la valeur de la vitesse (en km.s-1)
Lois de KEPLER
K étant une constante dépendant de la constante de gravitation universelle G = 667.10-11 m3.kg-1.s-2 et de la masse de l'astre central M autour duquel tournent
Le système solaire
Visibilité des planètes à l'œil nu ; lois de Kepler. Qu'est-ce qu'une planète ? Vénus elle
HATIER prof
Exercices 1 à 25 corrigés à la fin du manuel de l'élève. 510 × 105 s soit 5
Specifique
BACCALAURÉAT GÉNÉRAL BLANCLycée de Chamalières Février 2012PHYSIQUE-CHIMIE
Série SDURÉE DE L"ÉPREUVE :2h Sur 20 points COEFFICIENT : 6L"usage des calculatrices est autorisé
Ce sujet comporte un exercice de CHIMIE et un exercice de PHYSIQUE, présentés sur??pages numérotées
de 1 à ??, y compris celle-ci. Le candidat doit traiter les deux exercicessur des feuilles doubles sé parées. Les deux exercices sont in- dépendants les uns des autres.I. Dosage du lait
II. Éris et Dysnomia
Exercice I
Dosage du lait
Exercice II
Éris et Dysnomia
Correction du Bac Blanc n
o2- Rattrapage TS2 2013Dosage du lait & Lois de KéplerEXE RCICE1 - DOSAGE DU LAITEX
E RCICE2 - LOIS DEKÉPLER
1.1.a.T
r oisièmel oid eK éplerp ouru nep lanètea utourd u Soleil : " Le carré de la période de révolution est pro- portionnel au cube du demi-grand axe de l"orbite ». T 2a 3=k D ans le cas particulier d"une orbite circulaire,a= roùrest le rayon de l"orbite, et en notantkla constante, qui ne dépend que de l"astre attracteur (ici le Soleil) : T 2r 3=k 1 .b.Éris et Pluton ont le même astre attracteur (le So- leil), donc on peut comparer les demi-grands axes deleurs orbites en utilisant la troisième loi de Képler (laconstante est la même pour tous les corps en rotation
a utour d'un même astre) : T 2 Pa 3P=T2Ea
3 E L e document 3 indique TP=248 ans pour l"orbite
de Pluton, et le document 1 indique TE=557 ans
pour l"orbite d"Éris, donc TE>TP. Par suite, le rap-
port étant constant,aE>aP, l"orbite d"Éris est donc au-delà de l"orbite de Pluton. Remarque : les orbites sont elliptiques, donc il faut comparer les demi-grands axesaet non d"hypothé- tiques rayons des orbites R.2.2.a.Le mouvement de Dysnomia est étudié dans un ré-férentiel dont le centre est le centre d"inertie d"Éris,avec trois axes pointant vers trois étoiles lointaines
supposées fixes, et une horloge réglée sur le temps u niversel (UTC ou temps universel coordonné, an- ciennement relié au mouvement des astres, dont laTerre).
En pratique, deux axes du repère sont choisi dans le plan de l"écliptique, plan dans lequel se déplacent les planètes autour du Soleil, ce référentiel " Éris- centrique » est donc en mouvement de translation circulaire autour du Soleil, mouvement dont les ef- fets seront négligés. Autrement dit, ce référentiel est supposé galiléen.2.b.Comme l"indique le document 2, le mouvement de
Dysnomia dans le référentiel Éris-centrique précé- dent est circulaire et uniforme. Dysnomia est soumise à une seule force, l"interaction gravitationnelle due àÉris :
- direction : la droite(ED)reliant les centres d"iner- tie d"Éris et de Dysnomia; - sens : de Dysnomia vers Éris; - point d"application : le centre d"inertie D de Dysno- mia; - valeur : FE/D=GMEMDR
2D O n utilise la base de Frenet, repère mobile (D;-→t,-→n)centré sur D, avec des vecteurs unitaires tangent-→tet normal-→nà la trajectoire :FE/D=GMEMDR
2D-→n
En physique, les schémas sont obligatoires :ED
FE/DD-→
t nDeuxième loi de Newton :
Fext=MD-→a?-→FE/D=MD-→a
?MD-→a=GMEMDR 2D-→n
-→a=GMER2D-→n
2.c.On utilise le résultat du cours suivant : pour un mou-
vement circulaire uniforme, de rayon RD, l"accélé-
ration est centripète (uniquement selon-→n, dirigée vers le centre E) et la valeur ou norme de l"accéléra- tion vaut :a=v2R D O n identifie avec l"expression de la question précé- dente : v 2RD=GMER
2D O n simplifie par RDet l"on prend la racine carrée :
v2=GMER
D?v="GM
ER D L e mouvement est uniforme, donc la vitesse de Dys- nomia s"exprime simplement comme une distance di- visée par la durée du parcours (il faudrait utiliser une dérivée si le mouvement n"était pas uniforme). Pour une orbite complète, la distance parcourue est le pé- rimètre du cercle 2πRD, et la durée du parcours est la période T D: v=2πRDT D O n identifie les deux expressions de la vitesse : "GM ERD=2πRDT
D O n isole TDpar un produit en croix :
TD=2πRD"R
DGM E O n " rentre » RDdans la racine carrée :
TD=2π#R
3DGM E 2 .d.On met au carré; un produit en croix permet de re- grouper TDet RD:
T 2D=4π2R3
DGME?T2DR
3D=4π2GM
E O n retrouve ainsi la troisième loi de Képler.3.3.a.Un simple produit en croix à partir de la troisième loi
de Képler permet de trouver l"expression de la masse de l"astre attracteur, ici Éris : T 2 DR3D=4π2GM
E?ME=4π2R3
DGT 2D 3 .b.Application numérique : ME=4π2×3,60×10736,67×1
0 -11×1,30×1062
ME=1,63×1022kg
3.c.Ra pportd esm assesd "Érise td eP luton:
M EMP=1,63×10221,31×10 22=1,24
Les masses des deux astres sont du même ordre degrandeur. Ainsi, il n'y a aucune raison (autre que
c onsidérer l'excentricité des trajectoires) pour que seule Pluton mérite le statut de planète. Pour éviter une multiplication du nombre de planètes, les astro- nomes ont préféré " déclasser » Pluton de son statut, parlant d'un ensemble de planètes naines.Grille BB2 rattrapage
1 . Dosage du lait.../17Ag (aq)+C?- (aq)→AgC?(s)(flèche exigée)n(K+)i n changéd onc[K+]inchangéeAvant l'équivalence[C?-]?en excès, Ag+limitants et[NO-3]?Après l"équivalence C?-consommés,[Ag+]?et[NO-3]?Tableau avec quatre ions
Avant l'équivalence échange C?-par NO-
3deλproches donc faible penteAprès l'équivalence plusieurs concentrations augmentent doncσ?Deux droites moyenne, intersection et lecture graphique
V´eq=6,7±0,2 mLDébut : K
+,Na+, C?-et H3O+, tout-ou-rienH 3O+e t N a+n"interviennent pas donc bien identiqueÉquivalence proportions stchiométriques n(A g +)´eq=n(C?-)n(C?-) = cV´eqn(C?-) = 0,080×6,7=0,54 mmolm(C?-) = 50n(C?-)M(C?)m(C?-) = 0,96 g2 - Lois de Képler.../13Énoncé de la troisième loi de Képler
T2/a3=kT
E=55 7a ns>TP=248 ans donc RE>RPd"après la 3eloi de KéplerRéférentiel Éris-centrique+définitionBilan des forces
-→FE/D+deuxième loi de Newton?-→Fext=m-→a-→ a=GME/R2D-→na=v2/RDdoncv=GM
E/RDv=2πRD/TDdonc TD=2πR
3D/GMEÉtapes jusqu"à la 3
eloi de KéplerME=4π2R3
D/GT2DdémontréeM
E=1 , 63×1022kgME/MP=1
, 24Discussion du statut de Pluton et d'Éris T otal.../30Note.../20
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