Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Métropole
Matière : Sciences de l’ingénieur
Année : 2022
Session : Remplacement
Durée de l’épreuve : 4 heures
Partie sciences de l’ingénieur : durée indicative de 3 h – Coefficient : 12
Partie sciences physiques : durée indicative de 1 h – Coefficient : 4
Repère de l’épreuve : 22-SCIPCJ2ME3
L’usage de la calculatrice n’est pas autorisé.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur 20 points
Partie 2 – Sciences Physiques 20 points
Le candidat traite les 2 parties en suivant les consignes contenues dans le sujet.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur: Robot Barman
Mise en situation
Certains bars ont décidé d’embaucher un serveur d’un nouveau genre. Il s’agit d’un bras articulé capable de se saisir d’un verre et de le remplir de façon autonome, avant qu’un client ne le récupère. Le but de cette initiative est de limiter les contacts entre personnes et donc les risques de contamination.
Sous-partie 1 – obligatoire : Besoin et performances de déplacement
L’objectif de cette sous-partie est de valider les capacités de déplacement tout en gardant un verre dans une position verticale.
Sous-partie 2 – choix A : Validation de la capacité à déplacer une charge
L’objectif de cette sous-partie est la vérification de la capacité du robot à déplacer un verre plein en « bout de bras ».
Sous-partie 2 – choix B : Programmes de contrôle du robot
L’objectif de cette sous-partie est d’élaborer les programmes de contrôle du
fonctionnement du robot pour le service d’un cocktail et le suivi des doses restantes dans les bouteilles.
Partie 2 : Sciences physiques
Vous indiquerez sur votre copie les deux exercices choisis : exercice A ou exercice B ou exercice C.
EXERCICE A – Mesure de la taille des mailles d’un masque respiratoire (10 points)
Mots-clés : diffraction ; interférences ; ondes lumineuses
La conception des masques respiratoires dépend de leur finalité, médicale, industrielle ou autre. Une des caractéristiques importantes est la dimension des particules qu’ils peuvent filtrer. Les virus peuvent être transportés par les microgoutellettes expulsées lors de la respiration ou de l’éternuement. Une toux génère des microgouttelettes de diamètre de plusieurs dizaines de micromètres à une centaine de micromètres.
D’après https://www.esanum.fr
EXERCICE B – La trajectoire du satellite SOHO (10 points)
Mots-clés : lois de Kepler ; période de révolution ; repère de Frénet
D’après la troisième loi de Kepler, la période de révolution d’une planète autour du Soleil dépend uniquement de la valeur du demi-grand axe de sa trajectoire elliptique. Dans le cas des planètes du Système solaire, on constate ainsi que, plus elles sont proches du Soleil, plus la période de révolution est faible. Pourtant, certains objets semblent ne pas vérifier la troisième loi de Kepler.
EXERCICE C : Protection des pompiers par leur manteau (10 points)
Mots-clés : transfert thermique – premier principe de la thermodynamique – flux thermique
Afin de se protéger des brûlures lors de leurs interventions, les pompiers disposent d’équipements de protection individuels de protection (EPI), dont leurs manteaux.
Ces manteaux sont constitués de plusieurs couches de tissus spécifiques, qui varient d’un fournisseur à l’autre, et qui ont vocation à limiter le transfert thermique entre le milieu extérieur et la peau du pompier.