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Bac blanc physique-chimie lycée Perier 2016
y O G Bac Blanc TS 2016 Physique Chimie sujet : Non spécialiste PRENDRE UNE AUTRE FEUILLE Exercice 3 : Objectif Lune ! pour rejoindre la Lune.1. Le décollage
1.1 Déterminer et Représenter les forces qui agissent sur la fusée pendant la phase de
dĠcollage ( On nĠgligera les frottements de l'air et la poussĠe d'Archimğde)On considère que la force de
poussée est constante dans la première seconde du décollage : F =8,0.106 N. La masse M de la fusée
vaut 5,0.105 kg est aussi constante. g = 9,8 N.kg-1 sur Terre1.2 Citer la deuxième loi de Newton
dans le référentiel terrestre, considéré Galiléen1.3Appliquer la deuxième loi de
Newton, en déduire la valeur de
l'accĠlĠration a de la fusĠe.2. Le voyage Terre-Lune.
Dans l'espace Terre-Lune, la fusée se déplace en mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel
géocentrique. Sa position est enregistrée toutes les minutes.Echelle : 1 cm représente 50 km
2.1Déterminer la vitesse de la fusée en m.s-1 et en km.s-1
2.2En utilisant la première loi de Newton, déterminer si des forces extérieures agissent sur la fusée.
3. Sur la Lune
Les Dupond sortent de la fusée ; ils remarquent que leurs mouvements sont plus faciles que sur la Terre, malgré leur équipement. Leur masse vaut 100 kg avec le scaphandre. L'intensitĠ de la pesanteur ǀaut gL = 1,6 N.kg-1 Ils se mettent à courir à la vitesse de v = 2,0 m.s-1, puis sautent.Le schéma ci-dessous montre la trajectoire du centre d'inertie G d'un des deudž Dupond dans le référentiel lié
au sol lunaire. с 45°. En t с 0, le centre d'inertie est ă l'origine du repğre. 2Bac blanc physique-chimie lycée Perier 2016
-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 200,511,52
Et ULFs3.2Remplacer dans les coordonnées les valeurs de v0 et : Donner alors l'edžpression numérique de vx, vy , x
et y en fonction du temps3.3Parmi les 4 courbes ci-dessus, attribuer en justifiant à chacune la fonction qui est représentée : x, y , vx ou
vySchéma 1 Schéma 2
0 0,5 1 1,5 2 2,5 300,511,52
3Bac blanc physique-chimie lycée Perier 2016
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,700,511,52
Schéma 3 Schéma 4
4. Le retour
référentiel géocentrique.4.1Donner alors l'edžpression littérale et la valeur de la quantité de mouvement de la fusée.
On considère maintenant le système {fusée + gaz éjectés}Lorsque les moteurs sont remis en route, ils éjectent une masse m = 4,0.103 kg de gaz à la vitesse v = 20000
m.s-1 .La masse M de la fusée après éjection des gaz vaut M = 4,0.105 kg mouvement système {fusée + gaz éjectés} après éjection des gaz ?4.3 Exprimer littéralement alors la quantité de mouvement de la fusée
et celle des gaz éjectés.4.4 En déduire alors la vitesse V atteinte par la fusée
Correction exercice 3 : Objectif Lune !
1.1 Bilan des forces : En négligeant les
la force de poussée ܨ fusée1.2 σ(&௫௧ൌௗ,,,,,&
supposée constante -P+F = Ma donc a = (F-P)/M=(F-Mg)/M = F/M -g a = 8,0.106/5,0.105 - 9,8 0 0,5 1 1,500,511,52
y O G 4Bac blanc physique-chimie lycée Perier 2016
a= 6,2 m.s-22.1 Le mouvement est rectiligne uniforme : on mesure 10 écarts entre les points :13,5 cm
Donc entre deux points la fusée parcourt 1,35 cm soit 1,35*50 = 68 km. En une minute la vitesse vaut alors v
= 68 km par minute soit 1,1 km par seconde.