Contrôle  N° 02 bis

Mouvement d'un

mobile autoporteur.

Un détartrant.

Correction

Énoncé

 

   

 

 

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

I- Mouvement d’un mobile autoporteur.

Faire apparaître la construction au crayon gris

Un mobile autoporteur, placé sur une table horizontale est

 attaché par un fil à un point fixe O. Le mobile est lancé fil

 tendu et décrit un mouvement circulaire. Un dispositif

permetd’enregistrer les positions successives du centre

d’inertie à intervalles de temps constants τ = 40 ms.

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

 correction des questions  1) à 6).

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

 passages respectifs par les positions M 2 et M 5. Indiquer la

 méthode utilisée pour calculer ces vitesses.

3)- Tracer les vecteurs vitesses correspondant et .

échelle : 1 cm 0,20 m / s.

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

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

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.

La masse du mobile autoporteur est m = 536 g .

7)- Faire le bilan des forces s’exerçant sur le mobile à

l’instant t 2.

Faire un schéma de profil du dispositif à cet instant.

-   Le solide est soumis à son poids ,

à la réaction du support  et à la tension du fil .

 

Échelle : 2 N  1 cm .

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

-   Le principe de l’inertie n’est pas vérifié car : 

Si l’on fait la somme vectorielle des vecteurs forces

appliquées au système, celle-ci est différente du

vecteur nul : .

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

Le système est en mouvement non rectiligne uniforme.

II- Un détartrant.

Un flacon de volume V = 1,00 L d’une solution commerciale de détartrant porte

les indications suivantes :

- Solution de chlorure d’hydrogène :

- pourcentage massique :

- P = 15,4 % ; densité d = 1,18.

1)- Calculer la masse m de 1,00 L de solution commerciale.

-   Masse m de 1,00 L de solution commerciale.

-   m = µ . V = d . µ0 . V = 1,18 x 1,00 x 10 – 3 x 1,00

-   m 1,18 x 10 3  g

2)- En déduire la masse m1 de chlorure d’hydrogène contenu dans 1,00 L

de solution commerciale.

-   Masse m1 de chlorure d’hydrogène contenu dans 1,00 L de solution commerciale.

-  

3)- Donner la définition du titre massique tm et en déduire la valeur du titre massique

de la solution commerciale.

-   Titre massique de la solution commerciale et définition :

-   Définition :

-   On parle aussi de teneur massique ou de concentration massique.

-   Le titre massique d’une espèce moléculaire A d’une solution est définie par

 la relation suivante :

(8)

Þ  m(A) : Masse de l’espèce moléculaire A dissoute en g

Þ  V : Volume de la solution en L

Þ  t (A)  : Titre massique ou concentration massique en g / L

-   Valeur du titre massique :

-   

4)- Donner la définition de la concentration molaire volumique.

Calculer la concentration molaire C de la solution commerciale.

Le chlorure d’hydrogène est un gaz à θ = 22 ° C et à la pression de p = 1,013 x 10 5 Pa.

-   Définition :

-   La concentration molaire d’une espèce chimique en solution est la quantité de matière

de soluté présente dans un litre de solution.

-   Relation :

(6)

Þ  n   : la quantité de matière de soluté en mol.

Þ  V  : le volume de la solution en L

Þ  C  : la concentration molaire  en soluté de la solution aqueuse en mol / L

-   Valeur de la concentration :

-  

5)- Calculer le volume V1 de chlorure d’hydrogène, à la température θ et à la pression de p,

qu’il a fallu dissoudre dans l’eau pour préparer la solution commerciale.

-   Volume V1 de chlorure d’hydrogène :

-   On utilise la relation des gaz parfaits :

-   

6)- On veut préparer un volume V2 = 500 mL de solution de chlorure d’hydrogène

de concentration C2 = 0,100 mol / L.

a)-   Calculer le volume V0 de solution commerciale qu’il faut prélever.

-   Volume nécessaire :

-   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 :

-  n0 = C.V0  (1)

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

-  n2 = C2.V2  (2)

-   Avec   n0 = n2.

-   

b)-   Indiquer le matériel et les solutions nécessaires à la préparation de la solution.

Faire un schéma légendé des différentes étapes de la manipulation.

-   Matériel :  schémas détaillés  

-    iole jaugée de 500 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 500 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.

Données :

Masses molaires atomiques en g / mol :

M (H) = 1,0 ; M (Cl) = 35,5   

R = 8,314 S.I   ;

masse volumique de l’eau : μ 0 = 1,00 x 10 3 kg / m3

g = 9,81 N / kg ;