DEVOIR 1 tr2 DE SCIENCES PHYSIQUES-LPP-25-26

Lycée Privé Prospérité 2025–2026 M. DIAKITE 2 nde C 3 heures 31/01/2026 DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES Documents non autorisés. PHYSIQUE 10 pts Exercice 1 6 pts Un solide (S), homogène de masse 100 kg est maintenu en équilibre sur un plan incliné rugueux, par rapport au plan horizontal, d'un angle $\alpha = 30^\circ$. Le solide est relié à un câble par un fil AB faisant un angle $\beta = 25^\circ$ avec la ligne de plus grande pente. Les forces de frottements sont modélisées par le vecteur $\overrightarrow{f}$, parallèle à la ligne et d'intensité $f = 20 \text{ N}$. Questions Faire le bilan des forces s'exerçant sur le solide (S). Représenter qualitativement ces forces sur la figure. Déterminer l'intensité de la tension du fil AB. Calculer la réaction du plan incliné et donner sa direction (l'angle formé avec la normale). Solide sur plan incliné — référence : plan2.png Exercice 2 4 pts Dans la période de fête, des suspensions lumineuses sont suspendues à travers les rues par deux câbles CB et CA attachés en C. La masse de S est $m = 60 \text{ kg}$. Données $\widehat{CAB} = \alpha = 20^\circ$ $\widehat{CBA} = \beta = 10^\circ$ Question Calculer la tension $T_1$ du câble CA et la tension $T_2$ du câble CB. Suspension lumineuse — référence : plan3.png CHIMIE 10 pts Exercice — Situation d'apprentissage 10 pts Données générales Masses molaires (g/mol) : C : 12 ; H : 1 ; O : 16 ; N : 14 Nombre d'Avogadro : $6,02 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}$ Partie 1 : Loi d'Avogadro Après avoir appris que la mole correspond à une quantité fixe de molécules (quelle que soit la substance), deux élèves du LPP veulent vérifier si cette idée fonctionne aussi pour les gaz. Ils se posent la question : « Est-ce que des gaz différents, placés dans le même volume, à la même température et à la même pression, contiennent bien le même nombre de molécules ? » Pour le découvrir, ils remplissent trois bouteilles de même volume ($V = 1,5 \text{ L}$) avec trois gaz différents : Méthane (CH 4 ) Dioxyde de carbone (CO 2 ) Butane (C 4 H 10 ) Masse de gaz dans la bouteille 1,000 g 2,728 g 3,600 g Masse molaire moléculaire du gaz Nombre de moles dans la bouteille Nombre de molécules dans la bouteille Aidez-les à interpréter et à conclure cette expérience en répondant aux questions suivantes : Questions Reproduire puis compléter les trois dernières lignes du tableau ci-dessus. Dire, à partir des résultats obtenus, quelle conclusion les élèves peuvent-ils formuler ? Justifier. Partie 2 : Détermination de la formule brute Moussa s'est rendu à l'hôpital avec son père qui fait une fièvre depuis deux jours. Le médecin lui a demandé de donner à son père de l'aspirine et de la quinine, qui sont les principes actifs de nombreux médicaments. Moussa connaît les différentes formules brutes de ces deux principes actifs. Son grand frère lui dit qu'il doit procéder par analyse quantitative et lui propose d'ailleurs de l'aider en lui donnant quelques indications. 1. Détermination de la formule brute de l'aspirine de formule $\text{C}_x\text{H}_y\text{O}_z$ La combustion d'une masse $m = 3,6 \text{ g}$ d'aspirine produit $1,44 \text{ g}$ d'eau et $7,92 \text{ g}$ de dioxyde de carbone. Lors de cette combustion, tout le carbone contenu dans l'aspirine se retrouve dans le dioxyde de carbone et tout son hydrogène se retrouve dans l'eau. On rappelle que $44 \text{ g}$ de dioxyde de carbone renferment $12 \text{ g}$ de carbone $18 \text{ g}$ d'eau renferment $2 \text{ g}$ d'hydrogène Questions Déterminer la masse de carbone contenue dans les $7,92 \text{ g}$ de dioxyde de carbone et la masse d'hydrogène dans les $1,44 \text{ g}$ d'eau. Trouver les compositions centésimales massiques en carbone et en hydrogène de l'aspirine. Déterminer le pourcentage massique en oxygène de l'aspirine. Sur la boîte contenant l'aspirine, Moussa a lu $180 \text{ g/mol}$. Déterminer la formule brute de l'aspirine. 2. Détermination de la formule brute de la quinine de formule $\text{C}_x\text{H}_y\text{N}_z\text{O}_t$ Le grand-frère de Moussa lui donne un document scientifique dans lequel se trouvent les informations suivantes sur la quinine. Données C : 74,07 % ; H : 7,41 % ; O : 9,87 % ; N : 8,64 % Masse molaire de la quinine : $324 \text{ g/mol}$ Questions Déterminer la formule brute de la quinine. Calculer le nombre de molécules de quinine contenu dans une masse $m' = 648 \text{ mg}$ de quinine. Devoir de Sciences Physiques — 2 nde C — Lycée Privé Prospérité — M. DIAKITE — 2025–2026