Terminale générale | Physique-Chimie | Durée : 15 min | /20
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Calculatrice autorisée.
a) \(\vec{p}=m\,\vec{v}\), en \(\text{kg·m·s}^{-1}\). (1,5 pt : 1 pt définition, 0,5 pt unité)
b) Dans un référentiel galiléen, la somme des forces extérieures appliquées au système est égale à la dérivée de sa quantité de mouvement : \(\sum\vec{F}=\dfrac{d\vec{p}}{dt}\), soit, à masse constante, \(\sum\vec{F}=m\,\vec{a}\). (2 pts)
c) \(p=m\,v=0{,}160\times12=1{,}9\ \text{kg·m·s}^{-1}\). Attention à convertir 160 g en 0,160 kg. (1,5 pt)
Un ballon est lancé depuis l'origine \(O\) avec une vitesse initiale \(\vec{v_0}\) faisant un angle \(\alpha\) avec l'horizontale. On néglige les frottements de l'air. Repère \((O;\vec{i},\vec{j})\), axe \(Oy\) vertical vers le haut.
| Grandeur | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Vitesse initiale | \(v_0\) | \(8{,}0\ \text{m·s}^{-1}\) |
| Angle de lancement | \(\alpha\) | \(45^\circ\) |
| Intensité de la pesanteur | \(g\) | \(9{,}81\ \text{m·s}^{-2}\) |
a) Système : ballon ; référentiel terrestre supposé galiléen. Seule force : le poids \(\vec{P}=m\,\vec{g}\). Deuxième loi : \(m\,\vec{a}=m\,\vec{g}\) donc \(\vec{a}=\vec{g}\) : \(a_x=0\) et \(a_y=-g\). (3 pts : 1 pt bilan des forces, 1 pt loi, 1 pt coordonnées)
b) On intègre l'accélération : \(v_x(t)=v_0\cos\alpha\) (constante) et \(v_y(t)=-g\,t+v_0\sin\alpha\). (1,5 pt par coordonnée)
c) Au sommet, la vitesse verticale s'annule : \(v_y(t_S)=0\Rightarrow t_S=\dfrac{v_0\sin\alpha}{g}=\dfrac{8{,}0\times\sin 45^\circ}{9{,}81}=\dfrac{8{,}0\times0{,}707}{9{,}81}\approx0{,}58\ \text{s}\). (3 pts : 1 pt condition, 2 pts calcul)
Un électron (charge \(q=-e=-1{,}60\times10^{-19}\) C, masse \(m=9{,}11\times10^{-31}\) kg) pénètre entre deux plaques où règne un champ électrique uniforme de valeur \(E=2{,}0\times10^{3}\ \text{V·m}^{-1}\). Son poids est négligeable devant la force électrique.
a) \(\vec{F}=q\,\vec{E}\). Comme \(q<0\) pour l'électron, la force est de sens opposé au champ \(\vec{E}\). (2 pts)
b) \(F=|q|\,E=1{,}60\times10^{-19}\times2{,}0\times10^{3}=3{,}2\times10^{-16}\ \text{N}\). (2 pts)
c) Deuxième loi de Newton (seule force : \(\vec{F}\)) : \(a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{3{,}2\times10^{-16}}{9{,}11\times10^{-31}}\approx3{,}5\times10^{14}\ \text{m·s}^{-2}\). (2 pts)
Total : 5 + 9 + 6 = 20 points.