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SUJET DE PHYSIQUE-CHIMIE

Ne rien inscrire ci-dessous Série S
Mercredi 15 mai 2013

1

Epreuves communes ENIT et Geipi Polytech
2
Nous vous conseillons de répartir équitablement les 3 heures d’épreuves entre les sujets de mathématiques et de physique-chimie.

3

La durée conseillée de ce sujet de physique-chimie est de 1h30.
L’usage d’une calculatrice est autorisé. Les résultats numériques doivent être donnés avec le nombre de chiffres significatifs compatible avec les valeurs fournies.
Tout échange de calculatrices entre candidats, pour quelque raison que ce soit, est interdit.
Aucun document n’est autorisé.
L’usage du téléphone est interdit.
Vous ne devez traiter que 3 exercices sur les 4 proposés.
Chaque exercice est noté sur 20 points. Le sujet est donc noté sur 60 points.
Si vous traitez les 4 exercices, seules seront retenues les 3 meilleures notes.

4

TOTAL

EXERCICE I
Un parachutiste expérimenté a le projet de s’élever à une altitude de 40 km au moyen d’un ballon sonde gonflé à l’hélium. Arrivé à cette altitude, il envisage de sauter de la capsule du ballon pour effectuer un saut, d’abord en chute libre, avec l’ambition de battre un record de vitesse, puis en parachute afin de regagner la terre ferme en douceur.
Effectuer tous les calculs en ne conservant que trois chiffres significatifs dans les résultats.
A.
Décollage
On suppose qu’au décollage le système {ballon+capsule+sauteur}, étudié dans un référentiel terrestre considéré galiléen, n’est soumis qu’à son poids et à la poussée d’Archimède.
Soit

m : masse du sauteur et de son équipement m’ : masse de la capsule m’’ : masse du ballon
V : volume du ballon ρ : masse volumique de l’air au sol g : accélération de la pesanteur au sol
On donne : m’+m’’= 750 kg ; V = 800 m3 ; ρ = 1,20 kg.m-3 ; g = 9,81 m.s-2
I-1
Calculer la valeur de la poussée d’Archimède FA,