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Lois de Newton

Programme officiel (Extraits)

 

Définir et reconnaître des mouvements (rectiligne uniforme, rectiligne uniformément varié, circulaire uniforme, circulaire non uniforme) et donner dans chaque cas les caractéristiques du vecteur accélération.

Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur et électrostatique uniformes.

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l’aide d’un bilan qualitatif de quantité de mouvement.

 
Baccalauréat S physique-Chimie Polynésie 2015 (extrait).
   
 

Perfomances d'une athlète.

 

1. Étude du mouvement du boulet avant le lâcher du marteau par l’athlète.


Pour simplifier l’étude, on suppose que l’athlète tourne sur elle-même autour d’un axe immobile vertical et que son bras est toujours tendu. Dans le référentiel terrestre, le mouvement du boulet est alors supposé plan et circulaire, accéléré dans un premier temps puis uniforme dans un deuxième temps.


1.1. À partir de la définition du vecteur accélération , justifier qualitativement l’existence d’une accélération lors d’un mouvement circulaire.


1.2. En justifiant la réponse, choisir parmi les schémas ci-dessous, celui qui correspond à un mouvement circulaire accéléré puis celui qui correspond à un mouvement circulaire uniforme. Sur chaque schéma, les vecteurs vitesse et accélération sont représentés en un point de la trajectoire du boulet en vue de dessus.

 

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 

     
Sujet et correction de l'extrait du sujet Polynésie 2015

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Baccalauréat S physique-Chimie Amérique du Nord 2015 (Extrait).
     

Super héros en danger.

 

Après à peine quelques dizaines de mètres, le jet-pack ne répond plus et tombe en panne : au bout de 80 m d’ascension verticale, la vitesse de Rocketeer est nulle. Le « Super héros » amorce alors un mouvement de chute verticale. La position de Rocketeer et de son équipement est repérée selon l’axe Oy vertical dirigé vers le haut et la date t = 0 s correspond au début de la chute, soit à l’altitudE y0 = 80 m.
Le schéma ci-dessous est tracé sans souci d’échelle.

 

 

2.1. Les représentations graphiques données à la page suivante proposent quatre évolutions au cours du temps de Vy, vitesse de Rocketeer suivant l’axe Oy.
Quelle est la représentation cohérente avec la situation donnée ? Une justification qualitative est attendue.

Représentation graphique de Vy en fonction du temps t

 

2.2. Montrer que lors de cette chute, la position de Rocketeer est donnée par l’équation horaire :    
y(t) = -5t2 + 80   
avec t en seconde et y en mètre.

Intensité de la pesanteur sur Terre : g = 10 m.s-2

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 
     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet Amérique du Nord 2015
     
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Baccalauréat S physique-Chimie Antilles-Guyane 2013 (Extrait).
     
     

Détermination du rapport e/m pour l'électron.

 

 

2.1. En appliquant la deuxième loi de Newton à l'électron, montrer que les relations donnant les coordonnées de son vecteur accélération sont :

ax = 0   et   ay =

2.2. Modification du texte original du bac afin d’expliquer l’établissement de la trajectoire de l’électron :

Texte original : On montre que la courbe décrite par les électrons entre les plaques admet pour équation :
Texte modifié : Montrer que la courbe décrite par les électrons entre les plaques admet pour équation :

À la sortie des plaques, en x = L, la déviation verticale du faisceau d'électrons par rapport à l'axe (Ox) a une valeur h = 1,85 cm.

2.2.1. En déduire l'expression du rapport  en fonction de E, L, h et v0.

2.2.2. Donner la valeur du rapport .

 

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 
     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet Antilles-Guyane 2013
 
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