Examen Régional — Session Normale 2024 — Souss-Massa — Physique-Chimie (3AC / 3APIC)

Exercice 1 : Mécanique

Partie 1 — Poids et masse d'une balle de golf

Une balle de golf a une masse m = 50 g.

1. Compléter un tableau reliant chaque grandeur (masse, poids) à son unité (kilogramme, newton) et à l'appareil permettant de la mesurer (balance, dynamomètre).
2. Dire si chacune des affirmations suivantes est vraie ou fausse : a) La masse d'un objet varie selon le lieu où il se trouve. b) Le poids d'un objet varie selon le lieu où il se trouve. c) La masse et le poids d'un objet sont une seule et même grandeur.
3. La figure 1 (dynamomètre) indique la valeur du poids de la balle de golf. Relever cette valeur.
4. En déduire l'intensité de la pesanteur g au lieu de la mesure, à l'aide de la relation P = m × g.

Partie 2 — Actions mécaniques et forces

1. Lors du coup de club, préciser le nombre de forces s'exerçant sur la balle de golf.
2. Associer chaque affirmation proposée au type d'action mécanique correspondant (contact/à distance, effet statique/dynamique).

Partie 3 — Étude du mouvement de la balle

Après avoir quitté le club, la balle de golf roule en ligne droite à vitesse constante V = 2 m/s. On note B et C deux points de la trajectoire séparés par une distance BC = 1,5 m.

1. Préciser si l'état de mouvement (ou de repos) d'un objet dépend du référentiel choisi.
2. Convertir la vitesse V = 2 m/s en km/h.
3. Préciser la nature du mouvement de la balle entre B et C, en justifiant.
4. Calculer la durée t mise par la balle pour parcourir la distance BC.

Exercice 2 : Électricité

La plaque signalétique d'un appareil électroménager indique : 220 V — 1 kW. L'appareil fonctionne pendant une durée Δt = 15 min.

1. Associer chaque grandeur (énergie électrique, puissance électrique) à son unité usuelle (kWh ou J ; W).
2. Préciser la signification des indications « 1 kW » et « 220 V » portées sur la plaque signalétique.
3. Préciser de quoi dépend l'énergie électrique consommée par un appareil.
4. Calculer l'énergie électrique E consommée par l'appareil pendant les 15 minutes de fonctionnement, en joules puis en Wh.
5. En supposant l'appareil assimilable à un résistor, calculer l'intensité I du courant qui le traverse en fonctionnement normal.
6. En déduire la valeur de sa résistance R.

Exercice 3 : Équilibre d'une pierre sur le plateau d'un camion

Une pierre, de poids P = 400 N, est en équilibre sur le plateau horizontal d'un camion, sous l'action de son poids P⃗ et de la réaction R⃗ du plateau. On utilise l'échelle : 1 cm représente 100 N.

1. Rappeler la condition d'équilibre d'un solide soumis à deux forces (droite d'action, valeurs, sens).
2. Deux représentations (figures A et B), proposées par des élèves, contiennent chacune une erreur : identifier l'erreur commise dans la figure A, puis celle commise dans la figure B, au regard de la condition d'équilibre.
3. Donner la représentation correcte des vecteurs P⃗ et R⃗, à l'échelle indiquée.