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Maths en Physique

Programme officiel (Extraits)

 

L’élève est ainsi amené à raisonner avec méthode et à mettre en œuvre avec rigueur l’ensemble des étapes qui lui permettent de trouver la ou les solution(s) au problème posé. Le professeur aura cependant à l’esprit que le recours à des outils mathématiques n’est pas le but premier de la formation de l’élève en physique-chimie, même si cela peut être parfois nécessaire pour conduire une étude à son terme.

Outils mathématiques :

  • logarithme décimal.
  • dérivée et primitive.

 

 

Fiche de révision sur

le logarithme décimal

 

Fiche de révision sur

les dérivées et primitives

 

 
Baccalauréat S physique-Chimie Amérique du Sud 2014 (extrait).
   
 

Un peu de balistique

Sur la notice des fusées éclairantes que l’on peut utiliser dans ce type de pistolet, on trouve les informations suivantes :

  • Cartouche qui lance une fusée éclairante s’allumant 1,0 seconde après son départ du pistolet et éclaire d’une façon intense pendant 6 secondes environ.
  • Masse de la fusée éclairante : mf = 58 g.

On se place dans le référentiel terrestre supposé galiléen.
Le champ de pesanteur terrestre est considéré uniforme, de valeur g = 9,8 m.s–2.
On négligera toutes les actions dues à l’air ainsi que la perte de masse de la fusée pendant qu’elle brille et on considèrera cette dernière comme un objet ponctuel.

On définit un repère  avec O au niveau du sol et tel que la position initiale de la fusée éclairante à la sortie du pistolet soit à une hauteur
h = 1,8 m. Le vecteur vitesse initiale   est dans le plan (O, x, y) ; Ox est horizontal et Oy est vertical et orienté vers le haut.

 

À l’instant t = 0 s, le vecteur vitesse de la fusée éclairante fait un angle a égal à 55 ° avec l’axe Ox et sa valeur est v0 = 50 m.s–1. On pourra se référer au schéma ci-dessus.

1.1. (non traité).
1.2. En utilisant une loi de Newton que l’on énoncera, déterminer les coordonnées du vecteur accélération de la fusée éclairante ax(t) suivant x et ay(t) suivant y.
1.3. En déduire les expressions des coordonnées vx(t)et vy(t) du vecteur vitesse de la fusée éclairante et montrer que les équations horaires du mouvement de la fusée s’écrivent x(t) = v0.cos(α).t et  avec t en seconde,v0 en mètre par seconde et x(t), y(t) et h en mètre.

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 

     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet Amérique du Sud 2014

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Baccalauréat S physique-Chimie Nouvelle Calédonie 2004 spécialité (extrait).
     
     

La physique et le violon

 

La nature et la tension des cordes sont telles qu’en vibrant sur toute leur longueur, elles émettent des notes dont les caractéristiques sont données ci-dessous :

 

5. À l’aide d’un sonomètre, l’élève mesure un niveau sonore valant 70 dBA lorsqu’il joue une note pendant quelques secondes en frottant avec l’archet.
Un autre violoniste joue en même temps que l’élève la même note au même niveau sonore.
On suppose que le sonomètre est placé à la même distance des violons.
Le niveau sonore, en décibel acoustique (dBA) est défini par:
Où I est l’intensité sonore et I0 l’intensité sonore de référence (seuil d’audibilité).
On rappelle que les intensités sonores s’additionnent.
Quel niveau sonore indiquera le même sonomètre lorsque l’élève et le violoniste joueront ensemble ?

6. Les fréquences fondamentales des quatre cordes du violon ne sont pas choisies au hasard.
Trouver la relation mathématique simple entre les valeurs des fréquences données dans le tableau et en déduire la valeur de la fréquence f4.

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 
     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet N. Calédonie 2004 spé
     
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