Contrôle  N° 02

Mouvement d'un

mobile autoporteur.

Le chlorure de cuivre II.

Correction

Énoncé

 

   

 

Rédiger correctement. L’usage de la calculatrice est autorisé.

I- Mouvement d’un mobile autoporteur.

1)- Montrer que le mouvement du point M est uniforme.

-        Le mobile parcourt des distances égales pendant des durées égales,

en conséquence le mouvement du point M est uniforme :

-        M0M1 M1M2 M2M3 MiMj 1,4 cm .

2)- Calculer la vitesse du point M aux temps t 2 et t 5 aux passages respectifs

par les positions M2 et M5.

Indiquer la méthode utilisée pour calculer ces vitesses.

-        Méthode : 

Pour déterminer la valeur de la vitesse à un instant donné,

on calcule la vitesse moyenne pendant un intervalle de temps

très court encadrant l’instant considéré.

-        En conséquence :

 -       

-        De la même manière :

-       

3)- Tracer les vecteurs vitesses correspondant et .

échelle : 1 cm 0,20 m / s.

-        Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire au point considéré.

-        La longueur du représentant est : v 3,5 cm .

Origine : M2

Origine : M5

Direction :

Tangent à la trajectoire

au point considéré.

Ici c'est pratiquement

la direction

de la droite (M1M3)

Direction :

Tangent à la trajectoire

au point considéré.

Ici c'est pratiquement

la direction

de la droite (M4M6)

Valeur : v2 0,70 m / s

Valeur : v5 0,70 m / s

Longueur du représentant :

v 3,5 cm

Longueur du représentant :

v 3,5 cm

4)- Les deux vecteurs vitesses sont-ils égaux ? Justifier.

-        Les deux vecteurs ont la même longueur (la même valeur) mais ils n’ont pas

la même direction, le même point d’application,...

-     Ils sont différents.

5)- Définir et calculer la vitesse angulaire ω du mobile.

-        On peut définir la vitesse angulaire moyenne que l’on note ω

-        La vitesse angulaire  ω  est égale au rapport entre l’angle de rotation α exprimé en rad et

 la durée du parcours Δt  exprimé en seconde.

angle de rotation α exprimé en radian ;  rad

durée du parcours Δt  exprimé en seconde : s

Vitesse moyenne angulaire ω exprimée en rad / s

-        Pendant la durée de Δt  = 6 τ, l’angle balayé est α = 86,4 °.

-        En conséquence :

-       

6)- Donner la relation liant la vitesse angulaire ω et la vitesse v du mobile.

En déduire la valeur de la vitesse angulaire à partir de cette relation.

-        Relation : Cette relation est valable pour les vitesses instantanées :

v = R . ω

Vitesse angulaire ω exprimée en  rad / s

Rayon du cercle R  en m

Vitesse du point mobile v exprimée en m / s

-        Remarque : tous les points du solide ont à chaque instant la même

vitesse de rotation, mais ils n’ont pas généralement la même vitesse instantanée.

-        Valeur de la vitesse angulaire :

-      

-        Remarque : il y a une différence entre les deux valeurs :

-       

-        Les erreurs sont liées aux mesures effectuées : précisions de l’ordre de demi-millimètre.

 7)-  Le principe de l’Inertie est-il vérifié ? Justifier.

-        Le principe de l’inertie n’est pas respecté.

-     Le système est en mouvement non rectiligne uniforme.

II- Le chlorure de cuivre II.

On prépare un volume V = 250 mL d’une solution mère de chlorure de cuivre II en

dissolvant une masse m = 269 mg de chlorure de cuivre CuCℓ2 (s) anhydre dans de l’eau

 distillée.

1)- Indiquer les différentes étapes de la préparation de la solution et le matériel utilisé.

On peut faire des schémas détaillés.

-        Mode opératoire : schémas détaillés

-        Matériel : fiole jaugée de 250 mL, coupelle, spatule et balance électronique,

-     Pissette d’eau distillée, bécher,

-        On dépose une coupelle sur le plateau de la balance et on appuie sur le bouton tare.

-        A  l’aide d’une spatule, on prélève la quantité nécessaire de chlorure de cuivre II.

-        On la verse dans une fiole jaugée de 250 mL en utilisant un entonnoir.

-        On nettoie l’entonnoir et la coupelle avec une pissette d’eau distillée au –dessus

de la fiole jaugée.

-        On ajoute de l’eau distillée au ¾ et on homogénéise.

-        On complète jusqu’au trait de jauge avec une pissette d’eau distillée et on mélange.

-     La solution est prête.

2)- Déterminer la quantité de matière n de chlorure de cuivre II dissous en solution.

-        Quantité de matière n de chlorure de cuivre II dissous en solution :

-       

3)- Déterminer la concentration molaire C de la solution obtenue.

-        Concentration molaire C de la solution obtenue

-       

4)- Ecrire l’équation chimique de la dissolution du chlorure de cuivre II dans l’eau.

-        Équation chimique de la dissolution du chlorure de cuivre II dans l’eau.

 

 

Eau

 

 

CuC2 (s)

Cu 2+ (aq)

+     2  C (aq)

 

5)- Déterminer les valeurs des concentrations effectives [Cu 2+ (aq) ] et [Cℓ (aq) ]

des ions en solution.  

-        Valeurs des concentrations effectives [ Cu 2+ (aq) ] et [C (aq) ] des ions en solution.

-        [Cu 2+ (aq) ] = C 8,0 x 10 – 3  mol / L et [C (aq) ] = 2 C 1,6 x 10 – 2  mol / L

 

6)- On souhaite préparer par dilution, un volume V F =100 mL d’une solution fille de

chlorure de cuivre II de concentration .

a)-   Calculer la valeur du volume V’ de solution mère qu’il faut prélever. Justifier.

-        Valeur du volume V’ de solution mère qu’il faut prélever et justification.

-        On dit qu’au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté se conserve.

-        La solution de départ est appelée la solution mère et la solution diluée est appelée

la solution fille.

-       

-        la quantité de matière de soluté présente dans la solution mère :

-     n  = C.V’  (1)

-        la quantité de matière de soluté présente dans la solution fille  :

-     n F = C F.V F  (2)

-        Avec   n  = n F.

-       

b)-   Indiquer les différentes étapes de la préparation de la solution fille et le matériel utilisé.

 On peut faire des schémas détaillés. 

-        Différentes étapes de la préparation de la solution fille et le matériel utilisé :

schémas détaillés

-        Matériel : fiole jaugée de 100 mL, pipette jaugée de 10 mL munie de sa propipette,

-     pissette d’eau distillée, bécher,

-     gants et lunettes (car la solution commerciale est très concentrée).

-        Solutions : solution commerciale et eau distillée.

-        On verse un peu d’eau distillée dans la fiole jaugée (1/2)

-        On verse un peu de solution commerciale dans un bécher.

-        On prélève 10 mL de cette solution à l’aide de la pipette jaugée (10 mL)

munie de sa propipette.

-        On les verse dans la fiole jaugée de 100 mL.

-        On ajoute de l’eau au ¾ et on homogénéise.

-     On complète jusqu’au trait de jauge avec une pissette d’eau distillée et on mélange.

-     La solution est prête.