3Sc.ExpDS2 - 2014

République Tunisienne Date : 6 / 3 / 2014 Ministère de l’éducation Durée : 120 min Direction régionale de l’éducation de Tunis I Année : 2013 / 2014 Lycée l’Aouina Devoir de synthèse 2 – Sc. Physiques - 3èmes Sciences Expérimentales

Chimie ( 9 points) Exercice 1 (3 points) Etude d’un document scientifique

Le parfum de la lavande est essentiellement dû à un ester, celui du jasmin aussi. Cependant, les esters sont très peu utilisés dans la parfumerie de luxe. La raison est purement chimique : les esters très peu stables vis-à-vis de la transpiration (la sueur contient de l’eau…), se dégradent en donnant notamment les acides carboxyliques précurseurs de l’ester, lesquels n’ont généralement pas une odeur très agréable. Par exemple, le butanoate d’ethyle et le butanoate de methyle sentent respectivement l’ananas et la pomme ; en revanche l’acide butanoïque a une odeur de beurre rance. Chimie des couleurs et des odeurs M. Capon et Coll. Culture et techniques Les Questions : 1- Pourquoi les esters sont très peu utilisés dans l’industrie des parfums de luxe? 2- Remplacer le terme dégradation, citer dans le texte, par un terme plus spécifique à la réaction qui peut avoir

lieu entre la sueur et un ester. 3- Quel est le nom et la famille chimique du composé qui confère à l’ananas son odeur caractéristique ? 4- Ecrire la formule semi développée du butanoate d’éthyle. Exercice 2 (6 points) On considère les deux alcools (A1) et (A2) de même formule brute C4H9OH. I-

L’oxydation ménagée de l’alcool (A1) produit un composé (B). Le composé (B) réagit avec l’éthanol pour donner un ester (E) de formule semi développée :

Donner le nom systématique de (E). À quelle famille chimique appartient le composé (B) ? Donner sa formule semi développée et son nom. Ecrire l’équation de la réaction d’estérification de (B) et citer ses caractères. Déduire la classe et la formule semi développée de l’alcool (A1). Ecrire l’équation de la réaction de déshydratation intramoléculaire de (A1). Préciser les noms des produits de cette réaction.

12345-

II-

abcd-

L’oxydation ménagée d’un échantillon de masse m = 7,4 g de (A2) par un excès d’une solution aqueuse acidifiée de permanganate de potassium (KMnO4) produit un composé (D) qui donne un précipité jaune orange avec 2,4-D.N.P.H et n’a pas d’effet sur le réactif de Schiff. Ecrire la formule semi développée de (A2). Préciser le nom et le groupement fonctionnel de (D). Ecrire, en utilisant les formules brutes, l’équation bilan de la réaction redox entre les ions MnO4- et A2. Sachant que les couples redox mis en jeu sont MnO4- / Mn2+ et C4H8O / C4H10O. Calculer la masse mD du composé (D) obtenu.

Données :

les masses molaires en g.mol-1, MC = 12 ; MH = 1 ; MO =16.

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M Moutiâ Mabrouk

3 Sc.Exp – Devoir de synthèse 2 – Sc. Physiques – Lycée l’Aouina - 2013/2014

Physique

(11 points)

Exercice 1 (5 points) Un corps (C), supposé ponctuel, en mouvement rectiligne. Sa trajectoire est un segment de droite [AB] relativement au repère (O, i ). Voir figure 1. La courbe de la figure 2 représente les variations de l’élongation x, du mouvement de C, au cours du temps. X(t) (en cm)

0

t (en2 s)

1

Figure 2

1234567-

Quelle est la nature du mouvement de (C) ? justifier. Ecrire l’équation horaire du mouvement de (C). Montrer la vitesse instantanée v(t) et l’élongation x(t) vérifient l’équation : 2 2 2 2 2 v = ω .(Xmax ) – ω .x . Consulter la figure 3 pour déterminer graphiquement l’amplitude Xmax et la pulsation ω, du mouvement de (C). En déduire la période T, la fréquence N de ce mouvement et la longueur de [AB]. Etablir l’expression de la vitesse instantanée en fonction du temps en précisant les valeurs de son amplitude Vmax et sa phase initiale φv. 2 Montrer que l’accélération a(t) et x(t) sont liées par l’équation différentielle : a + ω .x = 0

Exercice 2 (6 points) -

Un solide S assimilable à un point matériel de masse m = 0,1 kg peut glisser sur une piste ABC. Voir figure ci-dessous. La partie AB de cette piste est horizontale. La partie BC est incliné d’un angle  = 30° par rapport à l’horizontale. Le raccordement en B des deux portions de cette piste fait changer la direction de la vitesse de S sans modifier sa valeur. -2 On donne II g II = 10 m.s . -1

I-

Le solide S est lancé du point A avec une vitesse VA = 2 m.s . Il glisse sans frottement sur la partie AB. a- Représenter toutes les forces appliquées au système S. ème b- Appliquer la 2 loi de Newton (la R.F.D) à S pour déterminer l’accélération a1 de son mouvement entre A et B. c- Déduire la nature du mouvement de S sur la partie AB de la piste. d- Quelle est la valeur de la vitesse VB de S en B. Justifier.

II-

Arrivant en B le solide S aborde la partie BC de la piste. II.1- On suppose que le glissement se produit sans frottement et que S rebrousse chemin en C. a- Représenter les forces exercées sur S. b- En appliquant la R.F.D exprimer l’accélération a2 en fonction de II g II et . En déduire sa valeur. c- Déduire la nature du mouvement de S entre BC. d- Déterminer la hauteur h du point C par rapport à l’horizontale AB. II.2- En réalité le solide rebrousse chemin, en un point D, avant d’arriver en C. Tel que BD = 0,8 BC. a’- Donner une explication. b’- Déterminer la valeur de la force frottement f exercé sur S lors de son déplacement sur la partie BC. C D



(S)

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h

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