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Le 16/04/2018 Epreuve commune de Physique Chimie Corrigé 1ère SI. Sous-marin à propulsion nucléaire
1. Connaissances et application de cours
1.1. La réaction est une fission nucléaire. Un neutron est envoyé sur un noyau qui se casse en deux autres noyaux
avec émission dautres neutrons.1.2. Un noyau duranium 235 est constitué de 92 protons, de 235 nucléons donc de (235 92) = 143 neutrons
1.3. Il faut utiliser les lois de conservation (ou lois de Soddy).
Le nombre de masses se conserve donc 235 +1 = 94 + 140 + x soit x = 236 234 = 2 Deux neutrons sont éjectés lors de cette réaction.1.4. Un noyau radioactif est un noyau instable sui se désintègre en émettant dautres particules (, - ou +)
1.5. Linteraction forte permet dassurer la cohésion du noyau atomique (pour compenser la force électrique entre
les protons).2. Problème : Quelle est lénergie libérée par la transformation dun noyau duranium ?
2.1. Il faut applique le relation dEinstein : E = m c² avec m la variation de masse
m = m(produits) m(réactifs) = [m(9438Sr) + m(140
54Xe) + 2 m(1
0n) ] [m(235
92U) + m(1
0n) ] m = [93,9154 + 139,9252 + 2 1,0087] [235,0439 + 1,0087] m = - 0,1946 u (conserver tous les chiffres significatifs)m = - 0,1946 1,66 10-27 = - 3,23 10-28 kg (3 chiffres significatifs car la valeur de la conversion est
donnée avec 3 chiffres significatifs)E = m c² = 3,23 10-28 (3,00 108)2
E = 2,91 10-11 J (3 chiffres significatifs)
II. Lhomme a marché sur la Lune
1. Etude de lorbite dApollo XI
1.1. La force gravitationnelle a pour expression F = G m ML
d² or d = RL + h donc F = G m ML (RL + h)²Il faut penser à convertir RL et h en m. La masse m du vaisseau est 24 + 6,0 + 15 = 45 tonnes = 45 103 kg
F = 6,67 10-11 45 103 7,35 1022
(1,74 106 + 100 103)² ;F = 6,5 104 N (2 chiffres significatifs)
1.2. La force sera représentée par un vecteur de 6,5 cm de long. Cette
force est attractive.Sa direction passe par le centre de la Lune.
1.3. Le champ de gravitation ne dépend pas de la masse du vaisseau
mais de la masse du centre attracteur, ici la Lune.1.4. G = F
m = 6,5 10445 103 1,44 N.kg-1 (autre solution : calcul de G = G ML
(RL + h)² )2. Le LEM sur la Lune
2.1. La valeur de gT est de 9,80 N.kg-1 donc lintensité du champ de pesanteur est gL = gT
6 = 9,80
6 = 1,63 N.kg-1
Si La valeur de gT est de 10 N.kg-1, la valeur est gL = gT6 = 10
6 = 1,7 N.kg-1 (2 chiffres significatifs)
2.2. La force qui permet au LEM de rester sur le sol lunaire est le poids : P = m(LEM) gL
P = 15 103 1,63 = 2,4 104 N (ou 2,6 104 N si gL = 1,7 N.kg-1) LuneVaisseau
F09/05/18 Devoir_commun_avril_2018_corr.doc 2/4
III. Létoile Véga
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