Sujet Physique-Chimie — Terminale — Centres étrangers — Bac 2012

EXERCICE I - LES PROUESSES DU POISSON ARCHER (9 points) Le Toxotes jaculatrix, plus communément appelé poisson archer, est une espèce d’une dizaine de centimètres de long originaire de la Polynésie française, du Nord de l’Australie et de l’Asie du Sud-Est, bien connue des aquariophiles. Sa technique de capture des insectes en fait un chasseur hors-pair puisqu’il est capable à l’âge adulte d’atteindre des proies aériennes situées à près de deux mètres. Après une présentation de sa technique de chasse, on modélisera le Crédit : Encyclopédie mouvement du jet d’eau ; enfin on s’intéressera à l’éclairage des Microsoft® Encarta® aquariums. en ligne 2007 Les parties 1, 2, 3 sont indépendantes. 1. Étude de texte « La particularité du poisson archer est qu’il ne se contente pas d’attendre le hasard d’une chute ou qu’un coup de vent providentiel amène à lui cette manne céleste [les proies aériennes]. Il peut, en projetant un puissant jet d’eau avec sa bouche, faire tomber des proies en surface avant de les attraper […]. Après avoir repéré sa future proie, le poisson s’oriente, se rapproche et se positionne. Le museau affleure à la surface de l’eau mais les deux gros yeux situés près de la bouche […] restent sous la surface […]. Précis, le tir du Toxotes [poisson archer] est pourtant confronté à une difficulté balistique majeure : pour viser, il lui faut tenir compte de la différence d’indice de réfraction entre l’eau et l’air […]. Deux hypothèses ont été proposées pour expliquer la précision du poisson archer. La première est qu’il se positionne à la verticale de sa proie […]. Il voit donc théoriquement l’insecte où il est vraiment. Cependant l’observation montre que la majorité des tirs a lieu selon des angles variant de 70° à 80°, aussi pense-t-on que plus probablement son habileté résulte d’un apprentissage : c’est à force de rater sa cible que le poisson corrigerait de lui-même la réfraction. On a en effet déterminé expérimentalement qu’il est capable de tirer avec précision environ 8 fois par minute sur une période de 10 minutes, ce qui lui permet d’ajuster son tir si nécessaire. […]. 1» 1 Bruno Didier, Le poisson archer, Revue Insectes n°130, 2003, Septembre, p23 Données : n n · Indices de réfraction de l’air et de l’eau : air = 1,0 et eau = 1,33 · Loi de Descartes : n .sin i = n .sin i avec i