Sujet ST2S — Terminale — Métropole — Bac 2014

Une journée à la fête foraine. Par un après-midi d’été, deux enfants se rendent à la fête foraine. Physique (8 points) Exercice I : 1. Le grand frisson A leur arrivée sur le site, les deux enfants sont tout de suite attirés par un manège très impressionnant. Il est constitué d’une plateforme sur laquelle peuvent prendre place une centaine de personnes. La plateforme est amenée à un point A situé à 50 m au-dessus du sol. Elle est immobilisée en ce point. Puis elle est lâchée en chute libre verticale sur une hauteur h égale à 30 m. Elle poursuit enfin son mouvement vers le sol en étant progressivement ralentie. Dans la suite de l’exercice, la plateforme et ses occupants seront désignés par le terme « système ». 1.1 Le système a une masse notée m égale à 10 tonnes. 1.1.1 Calculer son poids. Données : 1 tonne = 1,0 x103 kg. g = 9,8 N.kg-1 1.1.2 Le travail du poids est donné par la relation : ± selon la situation. Lors de la chute, le travail du poids du système est-il moteur ou résistant ? W��P�⃗�= m.g.h Justifier la réponse. 1 1.2 L’énergie cinétique du système se calcule en appliquant la relation E = m.v2. c 2 1.2.1 Donner l’unité de l’énergie cinétique dans le système international (S.I.). 1.2.2 Déterminer la valeur de l’énergie cinétique E (A) du système lorsque celui-ci c est immobile au point A. 1.3 En vous aidant de la question 1.1.2, montrer qu’après une chute libre de hauteur h = 30 m, la variation d’énergie cinétique du système est ∆E = 2,9 x 106 S.I. c Donnée : Théorème de l’énergie cinétique pour un système se déplaçant d’un point A à un point B : ∆E = c ∑𝑊𝐴𝐵(𝐹⃗) représente la somme des travaux des forces extérieures qui s’appliquent au système entre A et B. ∑𝑊𝐴𝐵(𝐹⃗) ∆E représente la variation d’énergie cinétique du système entre A et B. c 14PY2SMLR3 Page 2 sur 7 Effrayé par ce manège, l’un des enfants entraine son camarade vers un jeu de pêche aux canards. 2. Le gros lot Le jeu consiste à attraper, à l’aide d’une canne munie à son extrémité d’un crochet, un canard en plastique placé à la surface de l’eau. Cette eau est mise en mouvement à l’aide d’une pompe électrique. Pendant que l’un joue, l’autre tente d’évaluer la vitesse de déplacement d’un des canards