Test académique de Physique-Chimie 2014

Test académique de Physique-Chimie 2014-2015 – Partie Mécanique – Etude d’une vidéo
Sujet zéro
Nom : …………………………
Prénom : ………………………
Classe : …….
Niveaux
Compétences évaluées
A
S’APP
Extraire
l’information utile
ANA
Exploiter l’information
extraite
REA
Calculer
COM
Rendre compte
à l'écrit
B
C
Première partie
Après avoir visionné l’émission, extraire l’une des questions abordées par l’animateur et
proposer une réponse en quelques lignes (5 maximum).
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Page 1
D
Deuxième partie
1 – Lors du crash-test, avant le choc, la vitesse du véhicule est égale à 64 km/h.
Montrer que cette vitesse correspond à environ 18 m/s. (Détailler les calculs).
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2 - Sur la notice technique du véhicule on peut lire l’information suivante :
« Poids à vide : 1160 kg »
Indiquer si l’information de la notice technique est rigoureuse. Sinon rectifier.
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3 - Calculer l’énergie cinétique du véhicule avant le choc. (Donnée : Ec = ½ mv2 )
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4 – Lors du crash-test le véhicule projeté contre un mur se déforme absorbant ainsi
majoritairement l’énergie cinétique.
Lors d’un accident, un véhicule en mouvement peut freiner avant d'entrer en collision.
Dans ce cas, il se produit en plus un échauffement au niveau des freins.
Compléter le diagramme de conversion de l’énergie à l’aide des propositions en italique cidessous :
Énergie cinétique – énergie électrique – énergie de déformation – énergie thermique –
énergie chimique – énergie de position.
Diagramme de conversion de l’énergie lors d’un choc avec freinage :
……………………………………
……………………………………
Page 2
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……………………………………
Choc
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5 – « A 60 km/h, la violence d’un choc équivaut à une chute verticale du haut d’un
immeuble de 5 étages. »
Ce message de la prévention routière compare l’énergie cinétique d’un véhicule à une
autre forme d’énergie : laquelle ?
Choisir et entourer la réponse exacte parmi les propositions suivantes :

L’énergie mécanique

L’énergie thermique

L’énergie électrique

L’énergie de position
6 – A partir du document fourni (Evolution du nombre de tués sur les routes), donner le
nom de deux dispositifs de sécurité équipant les voitures permettant d’absorber
l’énergie cinétique des passagers au cours d’un choc.
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7 - C’est grâce au système GPS, on peut maintenant se diriger sur Terre sans avoir
besoin de carte routière.
Le système GPS (Global Positioning System) repose sur une trentaine de satellites
tournant autour de la Terre.
On peut comparer le mouvement de certains satellites autour de la Terre (dessin1) à
celui d’une fronde autour d’une main (dessin 2).
Terre
Dessin 1
Dessin 2
Compléter le tableau suivant pour établir les analogies et les différences entre les deux
situations :
Dessin 1
Dessin 2
Auteur de l’action
…….
main
Objet subissant l’action
…….
fronde
Type d’interaction
…….
interaction de contact
Page 3
Test académique de Physique-Chimie 2014-2015
Sujet zéro
La grille permet d’apprécier, selon quatre niveaux, les
compétences développées par l’élève pour traiter
l’exercice.
Pour cela, elle s’appuie sur des indicateurs adaptés à
l’exercice et traduisant les critères fixés.
Compétences évaluées
Partie Mécanique – Exploitation d’une vidéo
Niveau A Les indicateurs choisis apparaissent dans leur (quasi) totalité
Niveau B Les indicateurs choisis apparaissent partiellement
Niveau C Les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante
Niveau D Les indicateurs choisis ne sont pas présents
Indicateurs de réussite correspondant au niveau A
Réponses attendues
Etude de la vidéo
Quel est l’effet d’un choc
- L'élève a dégagé une problématique :
frontal ? sur la voiture ? sur le
- Il a fourni une réponse parmi les suivantes :
passager ? sur ses organes ?
La voiture se déforme pour absorber l’énergie cinétique ; le passager est
projeté vers l’avant s’il n’a pas de ceinture de sécurité ; la ceinture de
sécurité se déforme pour ralentir sa course ; les organes, et en particulier
le cerveau, peuvent être atteints de graves lésions car rien ne les retient.
Energie thermique
S’APP
Extraire
l’information utile
Question 4) Diagrammes de conversion énergétique :
- Les différents types d'énergie sont bien repérés.
- Les types d'énergies sont placés aux bons endroits.
- Le diagramme énergétique est correct
Ec
choc
Energie de déformation
Question 6) Nom de deux dispositifs de sécurité permettant d’absorber Ceinture de sécurité et airbag
l’énergie cinétique des passagers au cours d’un choc.
- Les 2 réponses attendues sont notées.
ANA
Exploiter
l’information
extraite
Question 5) A 60 km/h la violence d’un choc équivaut à une chute
verticale du haut d’un immeuble de 5 étages.
- L'énergie de position est choisie comme réponse.
- Une seule réponse est entourée.
Question 7) Analogies et les différences entre les deux situations.
- L'analogie entre la main et la Terre est repérée.
- L'analogie entre la fronde et le satellite est repérée.
- La différence entre les 2 interactions est repérée.
Page 4
Énergie de position
Auteur de l'action : Terre
Objet subissant l’action :
satellite
Type d’interaction : interaction
à distance
Question 1) Convertir la vitesse de 64 km/h en m/s.
- La distance est convertie en mètre.
- La durée est convertie en seconde.
- Les conversions nécessaires sont bien réalisées.
- Le résultat est suivi de son unité.
REA
v ≈ 18 m/s
Calculer
Question 3) Calculer l’énergie cinétique du véhicule avant le choc
- La valeur de la vitesse donnée à la question 1) est utilisée.
- La formule donnée est bien employée.
- Le calcul est correct.
- Le résultat est suivi de son unité.
COM
Rendre compte à
l’écrit
Question 2) « Poids à vide : 1160 kg »
- Le poids s'exprime en newton.
- La masse s'exprime en kilogramme.
- L'élève a identifié l'erreur et l'a corrigée.
Ec ≈ 188 kJ
(accepter 187920 J)
Masse à vide : 1160 kg
Consignes pour le déroulement de l’épreuve et la reproduction
-
L’énoncé destiné au candidat (pages 1-2-3) doit être photocopié en autant d’exemplaires qu’il y a de candidats.
La page 1 est distribuée d’abord, avant de projeter la vidéo ; la vidéo peut-être projetée plusieurs fois, à l’appréciation du professeur.
Les pages 2 et 3 sont distribuées ensuite.
Il faut prévoir de projeter au tableau « la courbe de l’évolution du nombre de tués sur la route » pour la question 6 (ou bien la photocopier pour une
classe et s’en resservir pour les autres)
La grille d’évaluation des compétences (page 4 et 5) sert uniquement au correcteur.
Il n’y a pas d’aide pour cet exercice.
Note :
- La police employée pour le correcteur est Arial, communément utilisée pour les sujets d’examen.
- La police employée pour l’énoncé est Comic sans MS, plus adaptée aux élèves dyslexiques.
Page 5
Page 6