Physique-Chimie

N.B : Les deux sujets sont obligatoires

CHIMIE

1) Ecrire les formules  brutes et les formules semi-développées des corps suivants propanone et propan-2-ol.

2) Au cours de la réaction d’oxydo-réduction entre une solution de propan-2-ol et une solution de permanganate de potassium (KMnO4), le propan-2-ol est oxydé en propanone et l’ion permanganate MnO₄^– est réduit en ion manganeux Mn²⁺.

Ecrire et équilibrer les deux demi-équations redox
Identifier le couple oxydant et le couple réducteur correspondants.
Etablir l’équation-bilan ionique de la réaction

D’oxydo-réduction, Retrouver l’équation globale traduisant l’oxydation du propan-2-ol par le permanganate de potassium en présence de l’acide sulfurique.

Donner les noms des produits obtenus.

3) On a utilisé une solution d’alcool de concentration molaire Ci =2.10 ^-2 mol. L¹ et de volume Vi= 70cm3,

Calculer le volume V2 de la solution de permanganate de potassium si sa concentration molaire est C₂ 2, l0 ²mol. ^–1pour obtenir le point d’équivalence.

MECANIQUE 1

1) Une voiture de masse I tonne se déplace sur une route le AB de longueur 100m. L’action du moteur est équivalente à une force horizontale  d’intensité 1000N même sens que le déplacement.

La voiture démarre du point A sans vitesse initiale. Calculer sa vitesse quand elle arrive en B si les frottements, t AB sont équivalents à une force   d’intensité 200N parallèle et de sens contraire au déplacement.

2) Quelle doit être l’intensité de la force  si on veut que la voiture arrive en B avec une vitesse VB= 20m.s^-1 dans le cas où les frottements sont négligeables?

On coupe le moteur, la voiture monte de B vers C sur un plan incliné d’un angle a=20° par rapport à l’horizontale avec la vitesse initiale VB – 20m.S^-1. Quelle est la distance BC parcoure par la voiture avant de s’arrêter si les frottements sur BC sont aussi équivalents à une force 7 d’intensité 200N parallèle et de sens contraire au déplacement.

MECANIQUE 2

Un pendule pesant est constitué d’une fige homogène (AB) de masse mi et de longueur t et d’un cerceau (C) de masse m₂ et de rayon r, soudé en A avec la tige.

Le pendule peut osciller autour d’un axe horizontal passant par le point O, diamétralement opposé à A.

1) Déterminer la position G du contre d’inertie du pendule en calculant en fonction de m1, m2, r et L.

2) On fait=4r et m1=m2=m. Montrer que  =

3) Montrer que le moment d’inertie du pendule par rapport à O est ⌡A=  mr²

4) De sa position d’équilibre stable écarte le pendule d’un angle a_m =90° compté à partir de la direction verticale et o abandonne sans vitesse initiale.

Donner l’expression de la vitesse angulaire du pendule en fonction de r lorsqu’il repasse par sa position d’équilibre stable si on néglige les forces de frottement sur l’axe (Δ).

5) Calculer la valeur de r pour que cette vitesse angulaire soit égale à 10 rad/s. Quelle est alors la vitesse linéaire du point B?

6) Que devient la vitesse IB si le pendule passe par la position définie para = 20°, mesuré à partir de la verticale?

ELECTRICITE

Une petite sphère supposée centre S est attachée en O par un fil isolant de masse négligeable et de longueur L 40cm.

La sphère, de masse m 100 mg porte une charge q = 10^-7C.

1) On soumet S à un champ électrique uniforme horizontal ₁ de module E₁= 5.103V/m Calculer l’angle d’inclinaison a₁ par rapport à la verticale du pendule.

2) On superpose au champ ₁ un deuxième champ Ç parallèle et de même sens que ₂.

Calculer la valeur de l’intensité E2 de ₂ si l’angle d’inclinaison par rapport à la verticale devient maintenant 15°,

3) A la position verticale, le point S est soumis à un potentiel électrique égal à -12V.

Calculer le potentiel électrique auquel est soumis S si le pendule s’incline d’un angle de 15° par rapport à la verticale.