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Examens nationaux

Baccalauréat · Série E · Physique — 2022

BAC E — Physique — Sujet type n° 3

  • Série E
  • ⏱ 4 h
  • Coefficient 5
  • Niveau difficile
  • 12 questions

Consignes

  • Le candidat traitera les trois exercices.
  • On prendra g=10 m⋅s−2g = 10\ \mathrm{m\cdot s^{-2}} et ceau=4 185 J⋅kg−1⋅K−1c_{\text{eau}} = 4\,185\ \mathrm{J\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}}.
  • Toute réponse numérique sera accompagnée de son unité.

Exercice 1 — Énergie mécanique et boucle verticale

Un chariot de masse m=200 gm = 200\ \mathrm{g} est lâché sans vitesse initiale du point AA, situé à la hauteur hh au-dessus du sol. Il descend la piste, la parcourt jusqu'en BB, puis effectue une boucle verticale de rayon r=0,50 mr = 0{,}50\ \mathrm{m} dont CC est le sommet. Les frottements sont négligés.

h2rABCPfrottements négligés
1.
Exprimer la vitesse vBv_B au point BB en fonction de gg et hh, puis la calculer pour h=2,0 mh = 2{,}0\ \mathrm{m}.
1,5 pts
2.
Établir l'expression de la vitesse vCv_C au sommet de la boucle, puis la calculer.
1,5 pts
3.
Écrire la condition pour que le chariot ne décolle pas de la piste en CC. En déduire la hauteur minimale hmin⁡h_{\min} du point de départ.
2 pts

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