Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Métropole
Matière : Physique-Chimie
Année : 2021
Session : Normale
Durée de l’épreuve : 3 heures 30
Repère de l’épreuve :
L’usage de la calculatrice avec le mode examen activé est autorisé.
L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège », est autorisé.
Le candidat traite 3 exercices : l’exercice 1 puis il choisit 2 exercices parmi les 3 proposés.
Exercice 1 : L’AQUARIUM RÉCIFAL (10 points)
Depuis décembre 2019, le Parc Zoologique de Paris accueille un requin bambou. Il vit dans un aquarium qui cherche à reproduire l’environnement naturel de cette espèce.
Cet aquarium, dit récifal, est un bac marin destiné à héberger un écosystème très riche : coraux, crustacés et nombreux poissons tous originaires des eaux peu profondes des côtes de Madagascar. Cet écosystème est complexe et fragile. Plusieurs paramètres sont à contrôler pour maintenir l’équilibre du milieu et assurer le bien-être des différentes espèces vivantes qui y cohabitent.
EXERCICES AU CHOIX DU CANDIDAT : Vous indiquerez sur votre copie les 2 exercices choisis : exercice A ou exercice B ou exercice C.
Exercice A : UN SAUT STRATOSPHÉRIQUE (5 points)
Le 14 octobre 2012, Félix Baumgartner devient le premier homme à atteindre une vitesse égale à celle du son en s’élançant d’une capsule située dans la zone supérieure de la stratosphère.
L’objectif de cet exercice est de comprendre pourquoi il réalise un saut depuis la zone supérieure de la stratosphère pour atteindre la vitesse du son dans
l’atmosphère.
Exercice B : UN SYSTÈME DE DÉTECTION DE PASSAGER (5 points)
Pour renforcer la sécurité routière, les voitures sont équipées d’un système de
détection de la présence d’un passager pour lui signaler si sa ceinture de sécurité est bien attachée.
Dans le cadre d’un projet scientifique, un groupe d’élèves réalise un système de détection semblable à celui d’une voiture. Il est composé d’un capteur de pression capacitif « artisanal » associé à un microcontrôleur.
Le condensateur « artisanal » est constitué de deux feuilles d’aluminium séparées par une feuille de papier isolante. Lorsqu’un objet de masse m est posé dessus, il exerce une pression sur les deux feuilles d’aluminium et les déforme, ce qui modifie la capacité électrique du condensateur « artisanal ». Après un traitement numérique des signaux électriques, le microcontrôleur peut détecter la présence de l’objet.
Exercice C : QUELLE TAILLE POUR LES MAILLES D’UN TAMIS ? (5 points)
Les artémies (voir photo ci-contre) sont des crustacés élevés pour nourrir les
poissons des aquariums. Leur taille doit être adaptée à l’espèce de poisson à
nourrir. On utilise des tamis calibrés pour les sélectionner.
On se propose dans cet exercice de déterminer la taille des mailles d’un tamis en utilisant une diode laser de longueur d’onde λ = (650 ± 10) nm.