Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Polynésie
Matière : Sciences de l’ingénieur
Année : 2022
Session : Normale
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-SCIPCJ2PO1
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 : EFOIL
Mise en situation
L’Efoil est une planche de surf électrique qui permet de glisser au-dessus de l’eau en toute sécurité. Elle a été développée par la société PWRfoil, basée à Perpignan.
Sous-partie 1 – obligatoire : Garantir une autonomie suffisante pour assurer le retour du pratiquant sur la berge
Objectif – Gérer l’énergie de la batterie afin de garantir le retour sur la berge du pratiquant en toute sécurité
Sous-partie 2 – choix A : Permettre au pratiquant de maintenir son équilibre
Objectifs – Permettre au pratiquant de maintenir son équilibre sur sa planche :
• lors du passage en mode dégradé :
• avec l’implantation future d’un système automatique de contrôle d’altitude de la planche.
Sous-partie 2 – choix B : Sécuriser la pratique lors du passage en mode dégradé
Objectif : Gérer la commande de la propulsion pour sécuriser la pratique lors du passage en mode dégradé
Partie 2 : Sciences physiques
Vous indiquerez sur votre copie les deux exercices choisis : exercice A ou exercice B ou exercice C.
EXERCICE A (10 points) : VOL DROIT ÉQUILIBRE D’UN PARAPENTISTE
Mots clés : description d’un mouvement, mouvement dans un champ uniforme.
On étudie le vol d’un parapente et de son pilote assimilé à un point matériel G (figure 1.)
situé au centre de masse du système {pilote + parapente}. Un vol droit équilibré est un vol au cours duquel la trajectoire est rectiligne et sans variation de vitesse. L’air environnant est supposé immobile.
EXERCICE B (10 points) : COMBIEN DE TEMPS UN PARAPENTISTE PEUT-IL RESTER EN VOL AVANT D’ETRE EN DANGER D’HYPOTHERMIE ?
Mots clés : premier principe de la thermodynamique, transfert thermique, évolution de la température d’un système au contact d’un thermostat
Un parapentiste, de masse 𝑚 = 75,3 kg, vole à une altitude stabilisée de 2 450 m à laquelle règne une température 𝜃𝑎ir = 10,8 °C considérée comme constante.
Pour simplifier, la température du parapentiste est supposée uniforme, c’est-à-dire identique en tous points de son corps. Sa température évolue au cours du temps et sera notée 𝜃(𝑡).
EXERCICE C (10 points) : PHOTOGRAPHIE DE L’ÉTOILE ALBIRÉO AU TÉLESCOPE 200 mm
Mots clés : mesure et incertitudes, diffraction.
Albiréo est une étoile double située dans la constellation du Cygne. À l’œil nu, on ne distingue qu’une seule étoile. Cependant, sur le cliché réalisé avec un télescope d’une focale de 200 mm (figure 1), les deux astres qui la constituent sont clairement visibles : Albiréo A est de couleur jaune et Alibréo B, de couleur bleue.
Quatre lignes de lumière sous forme de croix de part et d’autre du centre des étoiles apparaissent sur la photographie de la figure 2. Elles sont appelées aigrettes et font apparaitre des couleurs sur toutes leurs longueurs.
Dans cet exercice, on modélise au laboratoire les phénomènes à l’origine des aigrettes pour comprendre leur existence et les colorations qui apparaissent en s’éloignant du centre de l’étoile.