EXERCICE I: LA LOGAN AU BANC D`ESSAI

Correction du devoir de physique
Exercice n°1 :
1.1.

a

v
1.2. La résultante des forces extérieures qui s’exercent sur la voiture durant la phase de test est
constante et à pour valeur F = 2,0.103 N.
1.2.1 La résultante des forces est dans le même sens et dans la même direction que le
vecteur accélération.
1.2.2.On applique la seconde loi de Newton à la voiture 𝑚. 𝑎⃗ = ∑ 𝐹⃗ 𝑒𝑥𝑡 Sur l’axe ox on
obtient 𝑚. 𝑎𝑥 = ∑ 𝐹𝑒𝑥𝑡 (+ car l’axe ox et la résultante sont orientés dans le même sens.
∑ 𝐹𝑒𝑥𝑡
2,0. 103
𝑎𝑥 =
= 2,0 𝑚. 𝑠 −2
𝑚
1000
2.1 Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire dans le sens du mouvement. Le mouvement
étant circulaire et uniforme, l’accélération est centripète.
𝑎𝑥 =
2.2 L’accélération est centripète
3.1 On considère un passager comme un système pseudo-isolé donc d’après le principe d’inertie
∑ 𝐹⃗𝑒𝑥𝑡 = ⃗⃗
0. Le passager ayant un mouvement rectiligne et uniforme, il conservera ce mouvement.
3.2 Le dommage aux personnes dépend principalement de l’accélération qu’elle subit lors du choc.
Si une personne n’a pas de ceinture de sécurité et si la voiture n’a pas de zone tampon donc avant
∆𝑣
25
1958 l’accélération de la personne est 𝑎 = ∆𝑡 . D’après les documents 𝑎 = 0.002 = 1. 104 𝑚. 𝑠 −2 . Cette
valeur est au-dessus de 200 m.s-2, le passager n’a aucune chance de survie.
Si le passager a sa ceinture de sécurité, à partir de 1958, le temps de décélération est de 0,2 s donc
25
𝑎 = 0.2 = 1. 102 𝑚. 𝑠 −2 , le passager a un risque d’hémorragie et de lésions mais il ne meurt pas.
Si le passager a sa ceinture de sécurité et si la voiture a une zone tampon, à partir de 1959, le
temps de décélération est de 0,2 s augmenté au minimum de 0,2 s donc
25
𝑎 = 0.4 = 6. 101 𝑚. 𝑠 −2 , le passager n’encourt aucun risque.
Exercice n°2 :
1. Étude de la molécule d’acide ascorbique
1.1. Groupe (a) : famille des esters ; groupe (b) famille des alcools.
1.2.1. Un atome de carbone asymétrique est lié à quatre substituants différents.
*
Ainsi, la molécule de vitamine C possède deux atomes de carbone
*
asymétriques repérés par un astérisque ci-contre.
1.2.2. Les représentations 1et 2 sont images l’une de l’autre dans un
miroir plan et sont non superposables : elles forment un couple
d’énantiomères.
Seule la configuration d’un carbone asymétrique change entre les représentations 2 et 3 : ce sont
des diastéreoisomères.
De même, les représentations 1 et 3 sont des diastéreoisomères (c’est la configuration de l’autre
C* qui change).
1.3. La molécule de D-glucose ne possède pas de liaison C=O alors que la molécule d’acide
ascorbique en possède une, on peut identifier le spectre de l’acide ascorbique : spectre (b). Si le
produit n’est pas pur on obtient un mélange des deux composés. Si on superpose les deux spectres
(a) et (b) on remarque une bande large vers 3500 cm -1 correspondant aux groupements -OH du Dglucose, cette bande est absente pour l’acide ascorbique, on peut donc déterminer si le composé
est pur.
2.1. Il s’agit du protocole d’une dissolution :
- Dans un mortier, broyer un comprimé de vitamine C.
- À l’aide d’un entonnoir, verser la poudre dans une fiole jaugée de 200,0 mL.
- Rincer le mortier et l’entonnoir à l’eau distillée et récupérer les eaux de rinçage pour n’avoir aucune
perte.
- Verser de l’eau distillée jusqu’aux 2/3 du trait de jauge, boucher et agiter jusqu’à dissolution
complète.
- Compléter la fiole jaugée jusqu’au trait de jauge.
- Boucher et agiter.
2.2. Lorsque les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de l’équation de
titrage AH + HO-  H2O , on obtient 𝑛𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒 = 𝑛𝑠𝑜𝑢𝑑𝑒 = 𝑉𝐸 . 𝐶𝐵
𝑛𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒 = 9,1. 10−3 . 1,50. 10−2 =1,4.10-4.
1
1
On dose 10 de la solution préparée donc 10 de la masse du comprimé, il y a donc
𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1,4. 10−3 mol d’acide ascorbique dans le comprimé. Cela correspond à une masse
𝑚 = 1,4. 10−3 . 176,1 = 0,24 𝑔. Cette valeur est proche de 245 mg
2.3.
U(mexp )
mexp
U(mexp )
mexp
2
 U(VE )   U(CB ) 
 
 

V
 E   CB 
2
2
2
 0,2   0,02 
 
 
 = 0,0257 ≈ 3 %
 9,1   1,50 
2.4. L’incertitude vaut U(mexp )  0,0257  mexp  0,0257  245 = 6,298 mg ≈ 7 mg
2.5. Ce résultat est bien conforme à l’indication du fabricant (250 mg) car celle-ci est comprise dans
l’intervalle de confiance [238 ; 252]
L’écart peut s’expliquer par plusieurs sources d’erreurs possibles :
- Perte de solide lors du broyage dans le mortier et du transvasement dans la fiole jaugée,
- Trait de jauge de la fiole jaugée mal repéré,
- Erreur sur la concentration CB de la solution titrante,
- Erreur lors du prélèvement VA (2 traits de jauge)
- Imprécision lors de la détermination du volume équivalent VE.
3. D’après l’indication de la boite de vitamine C, on obtient 243+285=528 mg de vitamine C au
total. Cette valeur est supérieure à 500 mg donc il y a accord.