Un deuxième clic fait disparaître la réponse
Question 1 :
Dans le cas d’un barrage, on a coutume de dire que «l’énergie hydraulique» est utilisée pour produire de l’électricité. En vous aidant éventuellement d’un schéma, décrivez et expliquez scientifiquement ce mode de production.
Question 2 :
Deux automobilistes utilisent des véhicules à essence identiques et effectuent le même trajet, le jour, dans les mêmes conditions. L’un roule tous phares allumés, l’autre tous phares éteints. À l’arrivée, la deuxième voiture (phares éteints) aura-t-elle consommé plus, moins ou autant de carburant que la première ? Justifiez votre réponse.
Question 3 :
Un chauffe-eau solaire est constitué de plusieurs éléments dont les étapes de montage sont décrites sur les documents 1 à 4 ci-dessous.
3.1 Expliquez le rôle de chacun de ces éléments.
3.2 Proposez un protocole expérimental permettant de montrer la fonction de la plaque absorbante noire.
Question 4 :
4.1 Représentez par un schéma les transferts d'énergie entre une maison individuelle et son environnement, en hiver.
4.2 Citez et expliquez trois mesures ou dispositifs qui permettraient de réduire la consommation en énergie de cette maison.
Question 5 :
Traditionnellement, les Inuit construisent des igloos avec des blocs de neige tassée.
5.1 Expliquez pourquoi, dans un igloo non chauffé habité par une famille, lorsqu’il fait - 30°C à l’extérieur, la température intérieure est plus élevée que celle de l’extérieur.
5.2 Un igloo est laissé vide depuis plusieurs jours. Comment la température intérieure évolue-t-elle ? Justifiez.
Question 6 :
Une plaque de bois et une plaque de métal de dimensions identiques sont placées dans un local à 10°C depuis un temps long et dans les mêmes conditions. On pose une main sur chacune des plaques. Le métal paraît plus froid que le bois. Au moment où on a posé les mains, les deux plaques étaient-elles à la même température ? Expliquez la sensation de froid, en justifiant vos réponses.
Question 7 : Qu’est-ce que l’effet de serre (faire un schéma)? Quelles en sont les conséquences pour la planète Terre ?
Citez deux gaz à effet de serre.
Question 8 :
Cette lanterne de jardin fonctionne en totale autonomie ; éteinte la journée, allumée la nuit. Elle ne nécessite ni pile électrique ni branchement sur le réseau électrique domestique. Elle est constituée d’une diode électroluminescente, d’accumulateurs rechargeables placés à l’intérieur du chapeau, de cellules photoélectriques et d’un capteur de lumière relié à un petit circuit électronique servant de commutateur.
Expliquez le fonctionnement de cette lanterne en présentant les deux chaînes de transformations énergétiques, de jour et de nuit.
Question 9 :
Faites le schéma d’un circuit série comprenant une pile, 2 ampoules, 1 interrupteur dans lequel on place un court-circuit empêchant une des 2 ampoules de fonctionner. Citez deux dispositifs qui permettent de se protéger des courts-circuits dans les maisons. Expliquez très sommairement le fonctionnement de l’un de ces dispositifs à votre choix.
Question 10 :
On dispose d’une pile plate, de deux lampes identiques, d’un interrupteur et de fils de connexion. Schématisez, en utilisant les symboles normalisés, les montages distincts du point de vue électrique permettant l’allumage simultané des deux lampes à l’aide de la totalité de ce matériel.
Question 11 :
Expliquez ce qu’est un court-circuit en électricité. Quelles en sont les conséquences dans un montage alimenté par une pile ? Quelles en sont les conséquences dans une installation alimentée par le secteur EDF?
Question 12 :
Dans un article de journal, il est relaté le fait divers
suivant: hier en début d'après-midi, la
gendarmerie s'est deplacée dans une ferme où
plusieurs génisses avaient été électrocutées. Sur
place, les gendarmes ont constaté que sept génisses
avaient été tuées. Selon l'enquête, c'est
l'installation électrique du batiment, défectueuse,
qui est a l'origine de l'accident. Le courant s'est
propagé sur le sol via l'humidite de la litière.
Dans les étables actuelles, des barrières
métalliques permettent d'immobiliser
momentanément les animaux quand la situation
l'exige (soins, nourriture, ... ).12.1 À l'aide d'un schéma, montrez comment les génisses, bloquées par la barrière métallique, ont pu être soumises a une tension mortelle. On admettra que neutre et terre de l'installation sont au même potentiel.
12.2 Existe-t-il une solution technologique pour éviter ce genre d'accident?
Question 13 :
À l’approche de l’automne, les hirondelles se regroupent sur les
fils des lignes électriques.13.1 Comment expliquez-vous que ces oiseaux ne s’électrocutent pas alors qu’ils sont en contact direct avec un fil conducteur ?
13.2 Dans quelles circonstances des oiseaux pourraient-ils être électrocutés ?
13.3 Proposez au moins deux solutions technologiques pour éviter cette possible électrocution.
Question 14 :
Les cinq montages ci-dessous sont tous alimentés par un générateur de même tension. Les 11 lampes sont identiques. Dans le cas du montage a, la lampe brille normalement. Précisez pour les lampes de chacun des autres montages si elles brillent normalement, faiblement ou pas du tout. Justifiez vos réponses.
Question 15 :
Expliquez pourquoi un oiseau peut se poser sur une ligne à haute tension sans s'électrocuter.
Question 16 :
Un casse-noix est un levier. Expliquez à partir du schéma suivant, et justifiez son utilité.
Question 17 :
Quelles sont les fonctions des engrenages ? Quelles grandeurs physiques permettent-ils de modifier ? Citez deux objets technologiques qui fonctionnent grâce à ce système en expliquant brièvement en quoi la réponse à la question précédente justifie l’utilisation d’engrenages dans l’objet cité.
Question 18 :
Schématisez deux dispositifs permettant de transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation (ou inversement). Vous donnerez un exemple d’objet de la vie courante utilisant chacun de ces dispositifs.
Question 19 :
Question 20 :
Le presse-agrume électrique représenté ci-dessus est équipé de quatre piles rondes. La forme
ogivale est mise en rotation dès que l’on exerce sur elle une pression axiale dirigée de haut en bas
par l’entremise d’une moitié d’agrume.20.1 Schématisez la solution technique retenue pour communiquer un mouvement de rotation à l’axe de sortie du presse-agrume. Commentez.
20.2 S’agit-il d’une multiplication ou d’une réduction de la vitesse de rotation de l’axe du moteur ? Justifiez ce choix de construction, compte tenu de la fonction d’usage de cet objet technique.
Question 21 :
Expliquez par un schéma commenté le principe de fonctionnement de l’objet ci-dessous.
Question 22 :
Proposez un dispositif mécanique permettant de réduire par deux la force à exercer pour soulever un objet lourd. Schématisez-le.
Question 23 :
Le mécanisme de transmission de puissance du cycliste à la roue arrière du vélo est constitué du pédalier sur lequel sont montés des plateaux dentés, d’une chaîne et d’une cassette de pignons liée à la roue arrière. Pour ajuster la vitesse de déplacement du vélo ou l’effort à fournir par le cycliste, celui-ci choisit un des sept pignons de la cassette et un des trois plateaux dentés sur le pédalier. Les trois plateaux notés P1, P2 et P3 ont respectivement 24, 34 et 44 dents.
23.1 Déterminez le nombre de rapports de vitesse de rotation entre la sortie et l’entrée du mécanisme de transmission de puissance.
23.2 Indiquez quel choix de pignon et de plateau vous feriez pour gravir une côte très pentue. Justifiez le choix proposé.
Question 24 :
24.1 Quelle est la roue motrice de chacun de ces ancêtres de la bicyclette contemporaine?
Justifiez.
24.2 Pour quelles raisons techniques le grand bi a-t-il été abandonné au profit de la bicyclette actuelle ?
Question 25 :
Le document représente une barrière automatique.
25.1 Montrez à l’aide d’un schéma que cette barrière comporte différentes fonctions qui permettent de convertir et de transmettre l’énergie.
25.2 Pour chacune de ces fonctions, proposez un exemple de solution technologique crédible. Comment s’articulent-elles ?
Question 26 :
Le document représente une barrière automatique.
26.1 Montrez à l’aide d’un schéma que cette barrière comporte différentes fonctions qui permettent de convertir et de transmettre l’énergie.
26.2 Pour chacune de ces fonctions, proposez un exemple de solution technologique crédible. Comment s’articulent-elles ?
Question 27 :
Expliquez, sur un exemple, comment se manifeste la matérialité de l'air.
Question 28 :
Donnez une définition scientifique de chacun des termes suivants :
fusion, dissolution. On dit souvent que le sel « fond » dans l’eau, qu’en pensez-vous ?
Question 29 :
Citez les différents états de l’eau. Quelles sont les différentes transformations possibles pour passer d’un état à un autre ? Indiquez dans quelles conditions elles se réalisent.
Question 30 :
Donnez une définition scientifique de chacun des trois termes suivants en illustrant à chaque fois par un exemple :
fumée, vapeur, brouillard.
Question 31 :
Lorsqu’on sort une bouteille d’eau minérale du réfrigérateur, ses parois se recouvrent de buée. Proposez une explication.
Question 32 :
On sort du congélateur un verre vide et propre. De la buée se dépose aussitôt sur la paroi du verre. Pourquoi ? Elle disparaît peu à peu. Comment expliquez-vous ce phénomène ?
Question 33 :
33.1 En hiver, quatre personnes pénètrent dans une voiture. Rapidement, les vitres, initialement sèches, se couvrent de buée à l’intérieur du véhicule. D’où provient cette buée ? Comment se forme-t-elle ?
33.2 Pourquoi, en déclenchant le chauffage et la ventilation, la buée disparaît-elle ?
Question 34 :
On prépare dans un récipient un mélange réfrigérant, constitué pour ¾ du volume de glace pilée et pour ¼ de sel de cuisine. Au bout de 20 minutes, on constate que le mélange dans le récipient a fondu alors que le thermomètre indique - 15°C. On constate également la présence d’une importante couche de givre sur les parois extérieures du récipient.
34.1 Justifiez le fait que le mélange soit toujours liquide à -15°C.
34.2 Expliquez la formation de givre sur les parois extérieures du récipient.
Question 35 :
Indiquez les compositions possibles des nuages. Quels phénomènes physiques interviennent dans la formation d’un nuage ?
Question 36 :
Margaux joue dans la maison familiale avec l’unique thermomètre. Celui-ci est constitué d’un tube avec un réservoir contenant un liquide coloré qui est collé dans la rainure d’un support en bois portant la graduation en degrés Celsius. Par accident, le tube contenant le liquide coloré se décolle du support en bois.
36.1 Proposez à Margaux une procédure pour repositionner correctement le tube sur le support avant collage de telle façon que le thermomètre remplisse à nouveau sa fonction avec suffisamment de précision.
36.2 Justifiez votre proposition du point de vue scientifique.
Question 37 :
« La glace fond à 0°C ». a- Décrivez ce qui est observable et mesurable lors de la fusion de la glace formée d’eau pure. b- Dans le cas de la fusion d’eau salée, quelle différence observe-t-on par rapport à la fusion de la glace constituée d’eau pure ?
Question 38 :
Trois liquides incolores (de l’eau pure, de l’eau salée et du cyclohexane) ont été placés dans trois flacons dont les étiquettes ont disparu. Pour identifier ces liquides, on décide de les refroidir à –10°C sous pression atmosphérique normale et de tracer la courbe d’évolution de la température en fonction du temps.
38.1 Expliquez la méthode utilisée.
38.2 Identifiez le liquide correspondant à chacune des courbes (A, B, C) et justifiez votre réponse.
Question 39 :
39.1 Pourquoi la cuisson d’une même quantité d’aliment dans une même quantité d’eau, est elle plus rapide dans un autocuiseur fermé (cocotte-minute) que dans une casserole (conditions de chauffage identiques)?
39.2 Que se forme-t-il à la sortie de la soupape ? Expliquez le phénomène.
Question 40 :
En partant du mélange hétérogène que constitue l’eau boueuse indiquez un des procédés à mettre en oeuvre pour obtenir de l’eau pure. Définissez-en les étapes.
Question 41 :
Que peut-on observer dans une bouteille d’eau pétillante quand on la décapsule? Expliquez.
Question 42 :
Pour préparer une vinaigrette, on verse dans un flacon contenant un verre de vinaigre, une cuillerée à café de sel fin puis on agite l’ensemble.
42.1 Comment peut-on qualifier le mélange obtenu ? Quel est son aspect ? Dans un second temps, on ajoute dans le flacon trois verres d’huile, puis on agite vigoureusement l’ensemble.
42.2 Comment peut-on qualifier le mélange obtenu ? Quel est son aspect ?
42.3 Que peut-on observer après 10 minutes de repos ? Justifiez votre réponse.
42.4 Décrivez un protocole expérimental permettant de comprendre l’ordre de superposition.
42.5 Pourquoi est-il recommandé de mélanger le sel avec le vinaigre avant de verser l’huile ?
Question 43 :
On récolte du sable sur une plage de la Méditerranée. Proposez, en le justifiant, un protocole qui permette de dessaler le sable en vue de l’utiliser dans un aquarium d’eau douce.
Question 44 :
Quelles distinctions faites-vous entre les termes suivants : « eau limpide », « eau pure », « eau potable »?
Question 45 :
On verse de l’eau distillée dans un récipient et on la chauffe. Le relevé de l’évolution de la température de l’eau au cours du temps a permis de recueillir les résultats rassemblés dans le tableau ci-dessous. Décrivez et interprétez ces résultats.
Question 46 :
En vous appuyant sur un schéma, expliquez les différentes phases d’une lunaison.
Question 47 :
47.1 Pour un observateur terrestre de l’hémisphère nord, quelle est la phase de la Lune représentée sur cette enseigne de boulangerie?
47.2 À l’aide d’un schéma, expliquez pourquoi la Lune, vue de la Terre a cet aspect à ce moment de la lunaison.
47.3 Le boulanger peut-il faire cette observation quand il enfourne son pain à 6 heures du matin ?
Question 48 :
À quelle(s) phase(s) de la Lune peut-on observer : - une éclipse de Soleil ? - une éclipse de Lune ? Vos réponses seront justifiées et pourront s’appuyer sur des schémas.
Question 49 :
Une boîte fermée est percée d’un petit trou sur une de ses faces. Le fond de la boîte, face au trou, est constitué d’un papier calque.
- Sur le papier calque du fond, on observe l’image petite et renversée d’un objet lumineux (une bougie, par exemple). Expliquez pourquoi en réalisant un schéma. - Que se passe-t-il si on éloigne la bougie ? Justifiez par un schéma. - Que se passe-t-il si on agrandit le trou ? Justifiez par un schéma.
Question 50 :
On éclaire, par une source ponctuelle, un ballon de handball placé devant un écran. La droite qui passe par la source lumineuse et le centre du ballon est perpendiculaire au plan de l’écran.
Schématisez le dispositif en situant :
• son ombre propre,
• son ombre portée,
• la zone d’ombre du ballon.
Quelle condition faut-il réaliser pour que l’ombre portée ait un diamètre deux fois plus grand que celui du ballon ?
Question 51 :
Le jour ne se lève pas simultanément à Moscou et à Paris. Comment peut-on expliquer cette observation ?
Question 52 :
On parle de face cachée de la Lune; cela est-il justifié? Expliquer.
Question 53 :
Une éclipse de Lune est annoncée. Proposez, en la justifiant, une explication de ce phénomène.