Pendules élastiques dans un véhicule : freinage, descente : Assas 2010.

Un véhicule à moteur se déplace le lond du chemin rectiligne ABCD. La portion AB est horizontale, la portion BCD est inclinée d'un angle a par rapport à l'horizontale.

On considère deux solides ponctuelsS et S', de même masse m = 100 g.
Le solide S est attaché à la paroi intérieur du véhicule par un ressort de raideur k = 10 N/m, de longueur à vide L0 = 80 cm.
S peut se déplacer sans frottement le long d'une tige rigide, fixée au véhicule, parallèle à son vecteur vitesse. L'ensemble constitue un pendule élastique (S).
Le solide S' est attaché au plafond du véhicule par un ressort identique au précédent. L'ensemble constitue un pendule élastique (S').
Un fil MN fixé à l'intérieur du véhicule, perpendiculaire au plancher de celui-ci, représente la "verticale" du véhicule. On prendra g = 10 m s-2 et sin a = 0,20.

 Portion AB   du chemin :
Le véhicule freine de façon uniforme.
Le vecteur accélération de son centre d'inertie a pour norme a = 2,0 m s-2.
Question :
-Représenter les forces appliquées au solide S et calculer la longueur ( en cm) du ressort S.
-Représenter les forces appliquées au solide S' et calculer la longueur ( en cm) du ressort S' et son inclinaison q.

 Portion BC du chemin :
Le centre d'inertie du véhicule est en mouvement rectiligne uniforme.
Question : 
 -Calculer la longueur ( en cm) du ressort de (S).
 -Représenter les forces appliquées au solide S' et calculer la longueur ( en cm) du ressort S' et son inclinaison q.

 Portion CD du chemin :
Le moteur du véhicule est arrêté. Le véhicule n'est soumis à aucune force de frottement, mais uniquement  à son poids et aux réactions normales de la chaussée sur les roues.
Question :  
-Donner sans démonstration, l'expression de la norme de l'accélération du centre d'inertie du véhicule.
-Calculer la longueur ( en cm) du ressort de (S)
-Représenter les forces appliquées au solide S' et calculer la longueur ( en cm) du ressort S' 
et son inclinaison q.

correction en dur
Correction permanente

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oxydoreduction, electrolyse, saponification Assas 2010

Le zinc
On donne : Fe²⁺aq + Zn(s) = Zn²⁺aq + Fe(s) (1) ; constante d'équilibre K₁ = 1,40 10¹¹ à 25°C.
On dispose :
- d'une solution aqueuse S₁ de sulfate de fer (II) de concentration en soluté apporté 5,00 10^-2 mol/L
- d'une solution aqueuse S₂ de sulfate de zinc (II) de concentration en soluté apporté 2,00 10^-1 mol/L.
Toutes les expériences se déroulent à 25°C. On ne prendra en compte que les couples oxydant / réducteur suivants : Fe²⁺aq/Fe(s) ; Zn²⁺aq / Zn (s) et H⁺aq / H₂(g).
Expérience 1 :
A l'instant t=0, on mélange, dans un grand becher, 200 mL de solution S₁, 100 mL de solution S₂, 5,56 g de fer et 6,54 g de zinc, puis on agite. On étudie la transformation de ce système chimique modélisée par l'équation (1).

Questions : 

1)Ecrire les demi-équations électroniques intervenant dans la réaction (1) et donner la nature de chacune des demi-réactions qui se produisent.

2)Déterminer les quantités de matière d'ion fer(II) et d'ion zinc (II) initiales.

3)Calculer le quotient de réaction associé à l'équation (1) dans l'état initial.

4)Quel est le sens d'évolution spontané du système chimique étudié.

5)Construire le tableau descriptif du système étudié et déterminer les quantités de matière des espèces présentes à l'état final.


Expérience 2 :
On réalise le montage d'électrolyse schématisé ci-après. La solution électrolysée est une solution aqueuse de sulfate de zinc (II).

Lorsque le circuit est fermé, on observe sur l'électrode de fer la formation d'un dépôt métallique et un dégagement de dihydrogène.
Questions :

1)Ecrire les demi-équations électroniques se produisant à l'électrode de fer.

2)Quel est l'intérêt pratique de ce dépôt métallique sur le fer ?

3)Comment évolue la masse de l'électrode de zinc ?
Zn(s) = Zn²⁺aq + 2e^-.
4)Comment appelle t-on une telle électrolyse ?

SAPONIFICATION
Comment ôter une tache de beurre ?

L'acide butanoïque ou acide butyrique, noté A est un acide carboxylique de formule semi-développée CH₃-CH₂-CH₂-COOH.

Questions : 

1)Nommer et mettre en évidence le groupe caractéristique.
2)Nommer le produit C. A quelle famille appartient-il?
3)Ecrire la formule semi-développée de B et donner son nom
4)Quelle est la nature du produit D?
5)Le mélange est-il stoechiométrique ? 

6)Calculer le rendement de cette synthèse.

Le beurre contient plusieurs corps gras : l'oléine, la palmitine et la butyrine. La butyrine représente 35 % en masse du beurre. On étudie la fabrication d'un savon à partir de la butyrine. Pour cela on fait réagir 40,0 g de beurre avec un excès de potasse KOH concentrée. On chauffe ce mélange pendant 30 min. Après relargage, on observe la formation d'un précipité jaune.
Questions : 
1)Nommer la réaction qui conduit à la formation du précipité et écrire l'équation la modélisant.
2)Donner deux caractéristiques de cette réaction.
Après élimination de l'excès de potasse, on étudie les qualités détergentes du savon sur une tache de beurre.
3)Représenter schématiquement l'action du savon sur la tache de beurre.

correction permanente
correction chimix

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