Bac S 2017 Métropole Correction © http://labolycee.org EXERCICE I ...
Pour le processus d'émission atomique, il s'agit d'un spectre de raies (vu que les
niveaux d'énergie de ... Comme la masse du système ne change pas, on a.
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EXERCICE II : SON ET LUMIÈRE (11 points)
1. Tout en couleur
1.1. Pour le processus démission atomique, il sagit dun spectre de raies (vu que les niveaux dénergie de latome sont quantifiés).
Pour le processus dincandescence, il sagit dun spectre continu.
1.2. Pour le photon 3, EMBED Equation.DSMT4
Son énergie est donnée par la relation de Planck-Einstein : EMBED Equation.DSMT4
Donc EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
Cette longueur donde correspond à la couleur rouge (entre 625 et 780 nm) daprès les données.
1.3. Les deux autres photons émis ont une énergie légèrement plus faible que le photon 3.
Or si EMBED Equation.DSMT4 diminue, » augmente car EMBED Equation.DSMT4 et EMBED Equation.DSMT4 sont inversement proportionnelles : EMBED Equation.DSMT4
Ainsi, sans calculs, on en déduit que la longueur d onde des autres photons est également dans le domaine du rouge (en admettant que » n augmente pas suffisamment pour passer dans le domaine des infrarouges).
Conclusion : tous les photons émis sont dans le domaine du rouge ce qui est cohérent avec la couleur rouge intense donnée dans les caractéristiques constructeur du « crackling R100 ».
2. Étude des trajectoires des pièces pyrotechniques
2.1. EMBED Equation.DSMT4
2.2. Appliquons la 2ème loi de Newton au système {crackling R100} dans le référentiel terrestres, considéré galiléen pendant la durée de létude : EMBED Equation.3 .
Comme la masse du système ne change pas, on a EMBED Equation.3
Si lon fait lhypothèse que le système nest soumis quà son poids EMBED Equation.3 ,
alors EMBED Equation.3 .
2.3. On a : EMBED Equation.3
Par définition EMBED Equation.3 , on obtient les coordonnées de EMBED Equation.3 en primitivant celle de EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.DSMT4 or EMBED Equation.DSMT4 donc EMBED Equation.DSMT4
Par définition EMBED Equation.DSMT4 , on obtient les coordonnées de EMBED Equation.3 en primitivant celle de EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.DSMT4 or EMBED Equation.DSMT4
donc EMBED Equation.DSMT4
En remplaçant par les valeurs numériques : EMBED Equation.3 et EMBED Equation.3
EMBED Equation.DSMT4 ( EMBED Equation.DSMT4 comme indiqué.
2.4. Laltitude théorique atteinte à la date t = 3,2 s (date de léclatement) est :
EMBED Equation.DSMT4
2.5. Laltitude annoncée par le constructeur (120 m) est inférieure à laltitude théorique car les frottements de lair ne sont pas négligeables.
3. Le « marron dair »
3.1. Notons A le point où le « marron dair » est tiré verticalement avec une vitesse EMBED Equation.DSMT4 et B le point où il atteint sa hauteur maximale ( EMBED Equation.DSMT4 car le tir est vertical).
Si lénergie mécanique se conserve : EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
En prenant A comme origine de laltitude : EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
3.2. EMBED Equation.DSMT4
3.3. Pour répondre au problème posé, rassemblons les informations utiles :
Daprès le constructeur : à 15 m du point déclatement, EMBED Equation.DSMT4
Daprès lénoncé : EMBED Equation.DSMT4
On peut donc utiliser cette relation en prenant : EMBED Equation.DSMT4 , EMBED Equation.DSMT4 ,
Pour trouver EMBED Equation.DSMT4 , appliquons le théorème de Pythagore : EMBED Equation.DSMT4 ( EMBED Equation.DSMT4
Calcul (non demandé) : EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 = 1,0×102 dB
Ce niveau dintensité sonore est « difficilement supportable » daprès le document fourni : lartificier doit utiliser un dispositif de protection auditive.
Compétences exigibles ou attendues :
En noir : officiel (Au B.O.)
En italique : officieux (au regard des sujets de bac depuis 2013)
Distinguer spectre continu et spectre de raies (1ère S).
Notion de quantum dénergie : connaître et savoir utiliser la relation EMBED Equation.3 (1ère S)
Connaitre la relation 45WXlmnxy|ª¯°/ 0 u v z { ¥ ¦ ÷ò÷òå÷åÛåÖ÷ò÷òÏòÊ÷ÆÁ¼ÁƸ´¸°¨¤¸~f/jZó\
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