2ème BAC

Chimie

**Enoncé 1:

*Acide et base selon Bronsted.

On considère les espèces chimiques suivantes:
C₆H₅CO₂H , HCOO^– ,HO^– , NH₄⁺ ,HF , HCOOH , F^– ,NH₃ , C₆H₅CO₂^–, H₂O:
1/ Former les couples acide/base.
2/ Ecrire les équations des réactions acido-basiques avec l’eau des ces espèces chimiques.

**Enoncé 2:

* Les demi-équations du couple oxydoréduction.
Ecrire les demi-équations des couples suivants :
1/ Cr₂O₇^2- / Cr³⁺.
2/ MnO₄^– / Mn²⁺.

**Enoncé 3:

* Comment on différencier entre la Réaction lente et la Réaction rapide ?

On considère l’oxydation lente de l’acide oxalique par les ions permanganate.
A l’instant t=0 on mélange un volume de Vo= 25mL de la solution permanganate de potassium,
de concentration Co=0,01mol/L et un volume de Vr=20mL de l’acide oxalique de concentration Cr=0,1 mol/L.
On ajoute un volume de 5 mL d’acide sulfurique pour acidifier la solution.
L’ion permanganate(MnO₄^–) et l’acide oxalique (H₂C₂O₄),appartiennent aux couples redox suivants:
MnO₄^–/Mn²⁺ CO₂/H₂C₂O₄
1/ Ecrire les demi-équations électroniques relatives aux couples et établir l’équation de la réaction.
2/ Déterminer les quantités de matière des réactifs mis en présence.
3/ Dresser le tableau descriptif,déduire deux réactifs mis en présence, quel est celui qui constitue le facteur limitant?
4/ Quelle est la concentration des ions manganèse en fin de réaction?
5/ L’ion (MnO₄^–)en solution est de couleur violette.
L’acide oxalique et l’ion manganèse en solution sont incolores,comment peut-on mettre en évidence l’évolution de la réaction.

**Enoncé 4 :

* Calcul du pH de deux bases Calcul du pH de deux bases fortes..

On mélange V₁=100mL d’une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH)de concentration C₁=0,1mol/L avec V₂=50mL d’une solution d’hydroxyde de potassium (KOH) de concentration C₂=0,2mol/L.
*Calculer le pH du mélange obtenu.

Ondes

**Enoncé :

*Propagation lumineuse– Danger du rayon laser..

Un pointeur laser utilisé par un conférencier,émet un faisceau lumineux de fréquence V=422THz et de puissance P=2mW
par une ouverture circulaire de diamètre d₁=2mm,ilproduit une tache lumineuse de diamètre d₂=10mm sur un écran situé à une distance D=10m de l’ouverture.
Donnée: C=3.10⁸m/s.
1/ Calculer la longueur d’onde de la lumière émise par le laser dans l’air.
Quelle est la couleur du faisceau?
2/ Calculer la valeur de l’angle Ɵ appelé divergence du faisceau.
3/
a- Quelle est l’aire A de la tache lumineuse obtenue sur l’écran?
b- On admet que toute la puissance émise est transportée jusqu’à l’écran.
Calculer la puissance lumineuse par unité de surface reçue par l’écran.
c- Le faisceau est dangereux pour l’oeil humain si la puissance reçue par unité de surface est supérieure = 20W/m²..Conclure.

Mécanique

**Enoncé 1:

*Application de la 2ème loi de Newton (Mécanique).
Un solide (S) de masse m= 1kg est posé sur un plan incliné d’angle α=30° par rapport à l’horizontale.

On applique sur(S) à l’aide d’un fil inextensible et de masse négligeable, une force T constante de direction parallèle à la ligne de plus grande pente du plan incliné.

Le solide glisse alors sur le plan incliné sans vitesse initiale.
La valeur de l’accélération de centre d’inertie G de (S) est : a₀=1m/s².

Les deux composantes RT et RN de la force R exercée par le plan incliné sur (S) sont la relation suivante : R_T= R_N/4 g= 10 m/s²

1-Calculer l’intensité de RN , en déduire l’intensité de R .

2- Déterminer l’expression de l’intensité de la tension T du fil en fonction de m , g , a₀ , α et R_T. Calculer sa valeur.

3- Calculer l’angle de frottement φ.

4- Ecrire l’équation horaire du mouvement de G,en prenant comme origine des dates le point o, origine du repère d’espace R(o,i,j ).

**Enoncé 2:

*Chute d’un corps dans un fluide.
Afin de déterminer quelques caractéristiques du mouvement de chute d’une bille dans un liquide visqueux,
On réalise l’expérience suivante :

On remplie une éprouvette graduée par un liquide visqueux et transparent, puis on libère une bille sans vitesse initiale de masse 20g, est soumise à une force de frottement f = k V_G.

En appliquant la 2ème loi de Newton, montrer que l’équation différentielle vérifiée par la vitesse s’écrit sous la forme :
dV_G/dt+1/(σ ) V_G=A

Déterminer graphiquement la valeur de la vitesse limite Vlim et la valeur de σ.
Trouver la valeur de k.
L’équation différentielle s’écrit :
dV_G/dt = 9,26 – 18,52 V_G
En utilisant la méthode d’Euler et les données du tableau déterminer a₃ et V₄.

**Enoncé 3:

*Équations horaires du mouvement d’un mobile.

Les équations horaires du mouvement du centre d’inertie d’un mobile G dans le repère(0,i,j,k)
x(t)=-2t+1
y(t)= 3t²+3 x,y,z en(m) t(s) z(t)=0
1/ Exprimer le vecteur position (OG) dans le repère (0,i,j,k).
2/ Déterminer à l’instant t l’éxpression des coordonnées du vecteur vitesse V et calculer sa valeur à l’instant t=2s.
3/ Déterminer les coordonnées du vecteur accélération et calculer sa valeur.

**Enoncé 4:

Étude du lancer d’une balle de golf.

Lors d’un entraînement de golf, un joueur souhaite envoyer une balle depuis le point O vers le trou Q, situé sur la même ligne horizontale.

Entre ces deux points se trouve un arbre de hauteur KH placé en K.

On suppose l’absence de vent et on néglige les frottements de l’air.

Déterminer les conditions initiales (vitesse et angle de tir) permettant à la balle de franchir l’arbre sans le heurter et d’atteindre le trou Q.

Données: * m=45g * g=10m/s2 * KH=5m

* OK = 15m *OQ =120m

Étude du mouvement de la balle de golf dans le champ de pesanteur uniforme:

*A l’instant t=0, le joueur lance la balle depuis O avec une vitesse initiale V0=40m/s, formant un angle α=20° avec l’horizontale.

Pour étudier le mouvement du centre de gravité G de la balle dans le plan vertical, on choisit un repère orthonormé dont l’origine coïncide avec O.

1/En appliquant la deuxième loi de Newton, établir les équations différentielles vérifiées par les composantes du vecteur vitesse du centre de gravité G.

2/Déterminer les équations horaires x(t) et y(t) du mouvement de G. En déduire l’expression analytique de la trajectoire.

3/Considérer le point B de la trajectoire ,situé à l’abscisse xB=xK et l’ordonnée du tronc de l’arbre yB. Vérifier si la balle heurte l’arbre.

4/ Pour l’angle α=24° la balle ne heurte pas l’arbre. Déterminer la valeur de la vitesse initiale.