Epreuve E3C : Physique-Chimie
Voie : Bac général
Niveau d’études : Classe de première
Session : 2025
Durée de l’épreuve : 2 heures
Calculatrice : Autorisée
Numéro du sujet : G1SPHCH02776
Extrait de l’annale :
Partie A
Un modèle pour la balle de tennis pendant le service (10 points)
L’objet de l’exercice est de proposer un modèle pour l’étude du mouvement d’une balle de tennis.
Données :
• intensité de la pesanteur : g = 9,8 N/kg ;
• masse volumique de l’air à 20 °C : ρ = 1,0.10-6 kg/cm3;
• le diamètre des balles de tennis est en moyenne de 6,5 cm.
Modélisation de la chute verticale de la balle Une balle, de masse m = 55 g, est lâchée sans vitesse initiale.
On filme ce mouvement de chute verticale et, à l’aide d’un logiciel adapté, on relève les positions successives de la balle.
Un programme informatique permet de calculer les énergies cinétiques, potentielles de pesanteur et mécaniques de la balle à partir des relevés.
L’origine du repère est prise au sol, et l’axe des altitudes est dirigé vers le haut. On note A la position initiale de la balle lorsqu’elle quitte la main de l’opérateur, et B son point d’impact, sur le sol.
Partie B
Entretien de l’eau d’une piscine (10 points)
Des espèces chimiques à base de chlore sont largement utilisées dans le traitement des eaux de piscine car ce sont des produits bon marché, aisément disponibles et faciles à manipuler. L’espèce chimique chlorée active, appelée « chlore libre », se présente sous la forme d’acide hypochloreux de formule HClO(aq). Grâce à ses pouvoirs oxydant et germicide, utilisé en quantité adaptée, le « chlore libre » détruit les microorganismes et assure ainsi une stérilisation efficace de l’eau des piscines.
Une brochure éditée par l’Agence Régionale de Santé pour l’entretien des piscines (http://www.paca.ars.sante.fr/) indique que pour un traitement et une désinfection efficace par chloration d’une eau de piscine, la concentration en masse du « chlore libre » doit être comprise entre 2 et 4 mg.L-1.
L’objectif de cet exercice est d’étudier une méthode de détermination de la concentration en « chlore libre » d’une eau de piscine et de vérifier son domaine de validité en référence aux indications fournies par un fabricant de produits pour eau de piscine.