2017 : Normale – Cours
Résumé et Points Clés
Résumé du sujet de Baccalauréat 2017 – Sciences Physiques (Session Normale)
Ce document présente la correction du sujet de physique-chimie pour la session normale 2017. Il couvre plusieurs exercices clés pour les élèves de 2ème année Sciences.
Exercice 1 : Chimie
- Partie I : Pile électrochimique : Calcul du quotient de réaction initial (Qr,i = 1,5). Comparaison avec la constante d’équilibre (K = 10200) pour déterminer le sens d’évolution spontané (sens direct, formation de Cu). Construction du schéma de pile et calcul de la quantité d’électricité (q ≈ 6150 C).
- Partie II : Acide butanoïque : Calcul du taux d’avancement final (τ ≈ 0,039), indiquant une réaction limitée. Détermination du quotient de réaction à l’équilibre et du pKA du couple (pKA ≈ 4,8). Étude cinétique de l’estérification : rôle du chauffage à reflux, détermination des temps de demi-réaction (t1/2 ≈ 8 min pour l’acide, 2 min pour l’anhydride), et analyse de la totalité de la réaction avec l’anhydride (τ = 1).
Exercice 2 : Ondes mécaniques
- Détermination de la longueur d’onde (λ = 4 cm), de la vitesse de propagation (V = 2 m.s-1), et de l’instant de capture d’un point (t = 0,03 s). Établissement de la relation entre les élongations de la source et d’un point du milieu.
Exercice 3 : Électricité
- Partie I : Circuit RL : Établissement de l’équation différentielle régissant la tension aux bornes d’une résistance. Détermination de la constante de temps (τ), de la résistance (r = 5 Ω) et de l’inductance (L ≈ 182 mH) de la bobine. Calcul de l’énergie emmagasinée (Em ≈ 1,22×10-4 J).
- Partie II : Modulation d’amplitude : Démonstration de l’expression de la tension modulée. Détermination des fréquences de la porteuse (Fp = 1000 Hz) et du signal modulant (fs = 100 Hz). Calcul du taux de modulation (m ≈ 0,5) et vérification de sa validité.
Exercice 4 : Mécanique
- Partie I : Plan incliné : Établissement de l’équation différentielle du mouvement d’un skieur. Détermination de l’accélération (b ≈ 3,6 m.s-2) et du temps pour atteindre une vitesse donnée (tB ≈ 6,9 s). Calcul de l’intensité de la réaction du plan (R ≈ 586,5 N).
- Partie II : Plan horizontal : Calcul de la nouvelle force de frottement (f’ = 195 N) et détermination du temps d’arrêt.
Conseils pour l’examen : Maîtriser la construction des tableaux d’avancement, l’interprétation des quotients réactionnels, la résolution des équations différentielles simples, et l’application rigoureuse des lois de Newton. Bien analyser les graphiques pour les études cinétiques et les ondes.