Exercice 1
Une ampoule électrique porte les indications suivantes : 12 V, 21 W. Au laboratoire, pour vérifier la puissance de cette ampoule, sont branchés en série aux bornes d'un générateur à courant alternatif sinusoïdal monophasé : un interrupteur, une ampoule électrique et un ampèremètre. Puis un voltmètre est branché en parallèle aux bornes de l'ampoule. Après avoir fermé l'interrupteur, le voltmètre et l'ampèremètre affichent respectivement 12 V et 1,74 A.

Faire un schéma du montage expérimental. 1 point

Calculer la puissance P de l'ampoule. Ne pas arrondir la valeur de P. 1 point

Calculer la différence e entre la valeur de la puissance donnée par le constructeur et celle qui a été calculée avec les mesures. 1 point

Exprimer cette différence sous forme d'un pourcentage par rapport à la valeur du constructeur. Arrondir au dixième. 1 point

Donner le nom de l'appareil qui permet de mesurer directement la puissance électrique, sans utiliser le voltmètre et l'ampèremètre. 1 point

Exercice 2
Le ballon d'eau chaude d'une laverie a les caractéristiques suivantes : 230 V – 50 Hz ; 3 500 W.

Compléter le tableau ci-dessous. 2 points

Grandeurs physiques et unités


Grandeur physique (symbole)

Unité en toutes lettres

230 V



50 Hz


Hertz

3500 W

Puissance (P)


Calculer, en ampères, l'intensité I du courant qui traverse le chauffe-ballon. Arrondir la valeur au dixième. 1,5 point

Pour protéger le circuit électrique, le ballon d'eau chaude est relié à un disjoncteur. Indiquer quel disjoncteur convient, entre un disjoncteur de 5 A, un disjoncteur de 10 A et un disjoncteur de 16 A. Justifiez. 1,5 point

Exercice 3
Une roue de vélo de diamètre 50 cm tourne, en laboratoire, à 50 tours par minute. On rappelle que la vitesse linéaire est donnée par v = π x D x n.

Que désignent les valeurs de la formule ? 1,5 point

Convertir les 50 tours par minute en tours par seconde. 1,5 point

Calculer la vitesse linéaire v, sur une des extrémités de la roue, en mètres par seconde. 1 point

Comment s'appelle le référentiel qui permet d'étudier cette roue ? Quelle est sa trajectoire ? 1 point

Exercice 4
Un objet A de masse 50 kg se trouve sur Terre, où la gravité est de 10 N/kg. Un autre objet B de masse 5 tonnes se trouve sur la Lune, dont la gravité est g = 1,63 N/kg.

Pourquoi la gravité sur Terre et sur la Lune est-elle différente ? 1 point

Calculer le poids P en newtons de l'objet A sur la Terre. 1 point

Calculer le poids P' en newtons de l'objet B sur la Lune. 1 point

Si l'on transporte l'objet A sur la Lune, aura-t-il la même masse ? 1 point

Prendre le poids P en newtons de l'objet A sur Terre, et calculer le poids P2 en newtons de l'objet A sur la Lune. Sur quelle planète le poids de l'objet est-il plus important ? Calculer le ratio des deux poids et l'exprimer en complétant la phrase suivante : Le poids ... est ... fois plus élevé que le poids ... 1 point