2013 CtresEtrangers Spe Exo3 Correction Tribologie 5pts

542 mots 3 pages
Bac S 2013 Centres Étrangers CORRECTION © http://labolycee.org
EXERCICE III Spécialité : « Ça farte ! » (5 points)

1.1. (1 pt) Le système est soumis à : son poids : force verticale orientée vers le bas ; la réaction normale de la piste, force perpendiculaire à la piste. la force de frottement de la neige sur le ski, force parallèle à la piste et de sens opposé au sens du mouvement.

1.2. (1 pt) La deuxième loi de Newton appliquée au système ski, de masse m constante, dans un référentiel terrestre galiléen, donne : .
D’après l’énoncé, le mouvement est rectiligne et uniformément accéléré : le vecteur est donc orienté parallèlement à la piste et dans le sens du mouvement (en violet sur le schéma).
Les vecteurs et sont donc colinéaires et de sens opposé.
Le vecteur est aussi un vecteur parallèle au plan incliné (en noir sur le schéma).
Pour qu’il y ait mouvement vers le bas, la longueur du vecteur doit être plus grande que celle du vecteur .
La longueur du vecteur est donnée par la relation : .

2. (0,75 pt) Au cours du mouvement, l’altitude du système diminue donc son énergie potentielle de pesanteur diminue. L’énergie potentielle de pesanteur est transformée en partie en énergie cinétique (la vitesse du système augmente) et en partie en chaleur à cause des frottements du système sur la piste.
Le transfert thermique sous le ski provoque la fusion de la neige en eau liquide.

3. (0,75 pt) Les fluorocarbures sont des substances fortement hydrophobes (doc.2). Avec une semelle de ski hydrophobe, les gouttes d’eau sous la semelle sont quasiment sphériques (doc .3 schéma 2.) alors qu’elles sont davantage aplaties avec une semelle non fartée (doc.3 schéma 1).
La surface de contact entre l’eau et une semelle hydrophobe est donc nettement inférieure à celle entre l’eau et une semelle non fartée. Les frottements étant minimisés, la glisse est favorisée avec une semelle hydrophobe.
4.1. (0,75 pt) Les hydrocarbures à longue chaîne

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