Contrôle  N° 06

De la Terre à la Lune.

Le pendule de Galilée.

Masse molaire, quantité de matière et volume.

Énoncé

Correction


 

I- De la Terre à la Lune.

1)- Donner l’expression de la valeur de la force de gravitation F exercée

par la Terre sur un objet de masse m posé sur le sol.

On note : Masse de la Terre MT et rayon de la Terre RT.

2)- Donner l’expression du poids P de cet objet en fonction de sa masse  m et

de l’intensité g T  de la pesanteur terrestre.

3)- Sachant que F = P, donner l’expression de g T en fonction de G, RT  et MT.

4)- Par analogie, en déduire l’expression de gL de l’intensité de la pesanteur à

la surface de la Lune en fonction de G, RL  et ML.

5)- L’intensité de la pesanteur à la surface de la Lune est six fois plus faible que

l’intensité de la pesanteur à la surface de la Terre.

Calculer la masse de la Lune.

-  On donne :

G = 6,67 x 10 – 11 m 3 . kg – 1 . s– 2  ,

RT = 6380 km et

MT = 5,98 x 10 24  kg ,

RL = 1740 km.

II- La pendule de Galilée. Correction

On veut étudier l’influence de la longueur  L du pendule simple sur sa période T afin

de compléter l’étude de Galilée.

On utilise une sphère de cuivre de rayon R = 1,75 cm et de masse m = 100 g.

Les résultats sont consignés dans le tableau.

L (m)

0,20

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,80

1,10

T (s)

0,90

1,10

1,19

1,27

1,35

1,42

1,49

1,55

1,79

2,10

1)- Tracer la courbe représentant les variations de la période T en fonction de la longueur du pendule L.

2)- La période T est-elle proportionnelle à la longueur L du pendule ? Justifier.

3)- L’expérimentateur désire concevoir un pendule qui ‘’batte’’ la seconde,

c’est-à-dire que le pendule change de sens exactement chaque seconde.

Utiliser la courbe précédente pour déterminer la longueur L du pendule. Justifier la réponse.

4)- Finalement, le pendule fabriqué par l’expérimentateur retarde.

Faut-il réduire ou augmenter la longueur L du pendule ?

Justifier la réponse.

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III- Masse molaire, quantité de matière et volume. Correction

Données :

Masses molaires atomiques :

M (C) = 12,0 g / mol ; M (H) = 1,01 g / mol ;

M (O) = 16,0 g / mol ; M (N) = 14,0 g / mol ;

M (S) = 32,1 g / mol 

Nombre d’AVOGADRO :

NA = 6,02 x 10 23 mol – 1.

1)- Dans le sang, on trouve différentes substances.

En particulier, on recherche lors d’une analyse de sang, le glucose (C6H12O6) et l’urée (CH4N2O).

a)-   Calculer la masse molaire de ces molécules.

b)-   Calculer la quantité de matière contenue dans m = 1,00 g de chacune de ces substances.

c)-   Calculer le nombre de molécules correspondant pour chaque substance.

2)- L’éthanol est un liquide de formule (C2H6O) et de masse volumique ρ = 0,79 g / cm 3.

a)-   Calculer la masse molaire de l’éthanol.

b)-   Calculer la quantité de matière n d’éthanol contenue dans un volume V = 0,50 L d’éthanol.

3)- La masse volumique de l’acide sulfurique (H2SO4) est ρ = 1,82 g / cm 3.

Quel volume d’acide sulfurique liquide faut-il prélever pour obtenir 0,100 mol d’acide sulfurique ?

Décrire le mode opératoire pour prélever cette solution.

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