Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 11
Problèmes à résoudre

Description d'un mouvement

31
Optique au secours de la cinématique

RAI/ANA : Construire un raisonnement
COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice

Un sauveteur en mer, assimilé à un point , aperçoit un touriste, assimilé à un point , qui se noie. Il se met alors à courir dans sa direction sur la plage à la vitesse constante , puis nage à la vitesse avec , ce qui confère au sauveteur une vitesse de nage en mer plus faible. Le sauveteur doit optimiser le trajet emprunté pour secourir le plus rapidement possible le touriste en train de se noyer.


Questions préliminaires


1. Exprimer la durée de course sur le sable, notée , en fonction de et .

2. Exprimer la durée de nage en mer, notée , en fonction de et .


Problème


3. Établir la relation entre les angles et pour que la durée du trajet du sauveteur soit minimale.

Doc. 1
Principe de Fermat pour sauveteur en mer

Le principe de Fermat est un principe physique qui sert de fondement à l'optique géométrique. Il décrit la forme du chemin optique d'un rayon lumineux. Il s'énonce ainsi :
« La lumière se propage d'un point à un autre sur des trajectoires telles que la durée du parcours soit minimale. »
Pour faire simple : la nature est fainéante et emprunte les voies les plus rapides pour rallier un point à un point .
Dans notre situation, le sauveteur doit se comporter comme la lumière et avoir une durée de parcours minimale pour rallier à .

Doc. 2
Schématisation de la situation

Schématisation de la situation
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : lelivrescolaire.fr

Doc. 3
Formulaire mathématique

Une fonction admet un extremum (maximum ou minimum) lorsque sa dérivée s'annule.

La fonction admet comme dérivée :

Retour sur la problématique du chapitre

32
Accélération en rotation

RAI/ANA : Construire un raisonnement

En novembre 2016, Thomas Pesquet confiait avant son départ : « À la Cité des étoiles, la centrifugeuse est utilisée pour reproduire les accélérations que nous subirons dans le Soyouz [...]. Le but est de vérifier que nous restons en possession de nos moyens, sous des accélérations de plus en plus grandes. Jusqu'à 9 (on pèse alors 9 fois notre poids) ! À ces accélérations, on a le visage déformé, et il faut bloquer sa cage thoracique pour ne pas qu'elle s'écrase. »

Propos recueillis par David Fossé, Ciel & Espace.

1. Calculer la vitesse de Thomas Pesquet lorsqu'il subit l'accélération maximale.

2. Lors d'un mouvement rectiligne, avec un départ arrêté, déterminer la vitesse atteinte par un spationaute à l'entraînement subissant une accélération de 9 en 1,0 s.

3. Expliquer quel est l'intérêt d'un entraînement en mouvement circulaire.
Données

  • Accélération correspondant à 1  : m·s-2
  • Longueur du bras de la centrifugeuse : m

Photographie de Thomas Pesquet
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : NASA/Bill Stafford

Supplément numérique

Retrouvez une vidéo de l'astronaute Chris Hadfield dans une centrifugeuse en .

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