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Physique-Chimie 1re

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Exercices




Pour aller plus loin


Doc. 1
Règles du jeu

Le curling est un sport qui se pratique sur une patinoire horizontale, sur laquelle sont dessinées des cibles circulaires appelées cibles.
Le but est de lancer les objets circulaires de 20 kg appelés pierres pour les placer le plus proche de la cible.

Schéma d'une piste de curling
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31
Match de curling

REA : Mettre en œuvre un protocole

L’équipe de Tom et celle de Jasmine s’affrontent lors d’un match de curling. Le match arrive à son terme et les équipes sont ex æquo. C’est la dernière pierre de l’équipe de Jasmine. Pour gagner, il faut sortir la pierre de l’équipe de Tom de la cible. Deux balayeurs sont mobilisés devant la pierre et espèrent lui faire atteindre la cible. Lors de leur dernier lancer, l’équipe de Jasmine parvient à placer la pierre au cœur de la cible en lui impulsant une vitesse de 2,56 m·s-1 sur la ligne de jeu.


1. Définir le système et le référentiel d'étude. Établir le bilan des forces s’appliquant sur le système et les représenter sur un schéma.

Couleurs
Formes
Dessinez ici


2. Sans faire de calcul, montrer que seul le travail d’une force est non nul. Identifier cette force.


3. Doc. 1 Calculer le travail de cette force s’appliquant sur le système pour le lancer de l’équipe de Jasmine.


4. Doc. 1 En déduire l’intensité de cette force.


5. Doc. 2 Quelle est l’utilité du balayage devant la pierre ?

Supplément numérique
D
Qui a le plus d’énergie ?

Construire un raisonnement

Dans cette exercice, l’étude sera réalisée dans le référentiel terrestre.
Qui a le plus d’énergie : Pierre allongé sur son canapé au 4e étage d’un immeuble ou Léo qui fait du vélo en bas de l’immeuble ?

À la manière des échanges épistolaires qu’entretenaient les scientifiques du XIXe siècle, rédiger une lettre visant à faire part de votre découverte à la communauté scientifique de votre époque.
Raisonnement, hypothèses, calculs, graphes, etc., tout devra être explicité.


Doc. 2
Le curling

Le curling
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32
Le pendule de Newton

RAI/MOD : Appliquer le principe de conservation de l’énergie

Le pendule de Newton


Le pendule de Newton est composé de cinq billes suspendues par des fils. Lorsqu’on écarte la première bille de la position d’équilibre et qu’on la lâche, elle perd de l’altitude et vient frapper la deuxième bille. Son énergie cinétique est transférée jusqu’à la dernière bille et la met en mouvement. Le système entre alors en oscillation. Chaque bille a une masse de 100 g.

Schéma du mouvement dans le pendule de Newton


1. La première bille est déplacée de sa position d'équilibre d'une hauteur h=h = 5,0 cm (voir schéma ci-dessus). En déduire l'énergie potentielle de pesanteur acquise par la bille. Une fois la bille lachée, quelle conversion d'énergie est mise en jeu ?


2. Déterminer la vitesse v1v_{1} de la première bille lorsqu’elle touche la deuxième.


3. En supposant que l’énergie cinétique se conserve intégralement, à quelle vitesse la cinquième bille quitte-t-elle la quatrième ? Justifier.


4. On peut constater que les hauteurs atteintes successivement par les billes des extrémités ont tendance à diminuer légèrement à chaque oscillation. Citer les deux causes principales pouvant expliquer ce phénomène.


5. Quelles conditions expérimentales permettraient d’augmenter le nombre total des oscillations ?


6. Le mouvement perpétuel du pendule serait-il alors envisageable ? Justifier.


Donnée

  • Intensité du champ de pesanteur : g=g = 9,81 N·kg‑1.
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