BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SESSION 2012
______

PHYSIQUE-CHIMIE
Série S ____

DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 h 30 – COEFFICIENT : 6 ______

L’usage de la calculatrice EST autorisé
Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré

Ce sujet comporte un exercice de PHYSIQUE ET CHIMIE, un exercice de PHYSIQUE et un exercice de CHIMIE présentés sur 11 pages numérotées de 1 à 11, y compris celle-ci. Les pages d’annexes (pages 10 et 11) SONT À RENDRE AVEC LA COPIE, même si elles n’ont pas été complétées. Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns des autres.

12PYOSME1

Page : 1 / 11

EXERCICE I - DU « BANG » D’UN AVION AU CLAQUEMENT D’UN COUP DE FOUET (6,5 points)
Lorsqu’un avion vole en vitesse subsonique (vitesse inférieure à la célérité du son dans l’air), il crée des ondes dites de pression qui se propagent à la célérité du son (figure 1). Lorsqu’il accroît sa vitesse et qu’il atteint la célérité du son, les ondes de pression s’accumulent devant le nez de l’avion (figure 2). Lorsqu’il dépasse la célérité du son (on dit qu’il passe le mur du son), il se produit alors des ondes de compression et de dilatation qui provoquent ce fameux « bang » perceptible à plusieurs dizaines de kilomètres à la ronde. Pour une vitesse supérieure à la célérité du son, les ondes se propagent derrière l’avion dans un cône appelé cône de Mach (figure 3). vavion< vson onde onde vavion= vson vavion> vson cône de onde Mach

vavion avion Figure 1

vavion avion Figure 2

vavion avion Figure 3

Aussi incroyable que cela puisse paraître, c’est le même phénomène de passage du mur du son qui explique le claquement produit par un coup de fouet. Les deux premières parties de cet exercice traitent des ondes mécaniques, la troisième partie se rapporte à la chimie et est indépendante. 1. Étude des ondes sonores Dans cette partie, les ondes sonores se propagent dans l’air. 1.1. Quelques caractéristiques des ondes sonores 1.1.1. Pourquoi peut-on