Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Sud — Bac 2014

EXERCICE I - UN PEU DE BALISTIQUE (8 points) Lors de fouilles préventives sur un chantier de travaux publics, on a retrouvé ce qui ressemble à une arme à feu. Il s’agit d’un ancien pistolet lance-fusées en bronze datant probablement de la première Guerre Mondiale. Il est dans un état de conservation assez remarquable. Ce type de pistolet était très utilisé lors de cette guerre car, en plus de lancer des fusées éclairantes, il pouvait servir de moyen de communication. En effet, à l’époque très peu de moyens étaient mis à disposition des troupes : les ondes hertziennes étaient très peu utilisées et c’étaient des kilomètres de câbles téléphoniques qui devaient être déroulés pour permettre la transmission de messages divers et variés. Pistolet lance-fusées (d’après Ainsi les pistolets signaleurs se sont avérés très utiles. 1. Durée de visibilité de la fusée Sur la notice des fusées éclairantes que l’on peut utiliser dans ce type de pistolet, on trouve les informations suivantes : Cartouche qui lance une fusée éclairante s’allumant 1,0 seconde après son départ du pistolet et éclaire d’une façon intense pendant 6 secondes environ. Masse de la fusée éclairante : m = 58 g. f On se place dans le référentiel terrestre supposé galiléen. Le champ de pesanteur terrestre est considéré uniforme, de valeur g = 9,8 m.s−2. On négligera toutes les actions dues à l’air ainsi que la perte de masse de la fusée pendant qu’elle brille et on considèrera cette dernière comme un objet ponctuel. On définit un repère (O, i , j ) avec O au niveau du sol et tel que la position initiale de la fusée éclairante à la sortie du pistolet soit à une hauteur h = 1,8 m. Le vecteur vitesse initiale v0 est dans le plan (O,x,y) ; Ox est horizontal et Oy est vertical et orienté vers le haut. V y 0 À l’instant t = 0 s, le vecteur vitesse de la fusée éclairante fait un angle α égal à 55 ° α avec l’axe Ox et sa valeur est v = 50 m.s−1. On pourra se référer au schéma ci- 0 h contre. j O x i 1.1. Représenter le vecteur champ de pesanteur g sur le schéma donné en figure 1 de l’ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE et tracer qualitativement l’allure de la trajectoire suivie par la fusée éclairante dans ce champ de pesanteur. 1.2. En