ENSA - Épreuve de Sciences Physiques - 2013

 

L'aspirine ou acide acétylsalicylique a pour formule semi-développée

 

 

Sa masse molaire est $M=180\;g/mol.$

 

L'aspirine réagit à chaud sur la soude.

 

1) Nommer les fonctions oxygénées présentes dans la molécule. Encadrer ces fonctions.

 

2) L'action des ions $OH^{-}$ sur l'aspirine met en jeu deux types de réactions. Lesquelles ? 

 

Préciser pour chaque réaction la fonction concernée. 

 

Que peut-on dire de chacune des réactions du point de vue cinétique ?

 

3) Un comprimé d'aspirine dosé à $500\;mg$ est broyé puis mélange à $10\;mL$ de solution de soude molaire. 

 

L'ensemble est chauffé pendant quelques minutes (réaction 1).

 

Après refroidissement ; on verse l'ensemble dans une fiole jaugé $200\;mL$, on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. On obtient une solution $(S).$

 

Pour déterminer l'excès d'ion d'hydroxyde, on dose $10\;mL$ de la solution $(S)$ par une solution d'acide chlorhydrique de concentration $0.02 \;mol/L.$

 

L'équivalence est atteinte lorsqu'on a versé $10\;mL.$

 

a) Écrire l'équation bilan de la réaction $1.$

 

b) Calculer la quantité d'ions $OH^{-}$ initialement mélangée avec la comprimé d'aspirine.

 

c) Écrire l'équation bilan support du dosage qu'on notera réaction 2.

 

Calculer la quantité d'ions $OH^{-}$ dans la prise d'essai.

 

d) En déduire la quantité d'ions $OH^{-}$ consommée par la réaction $1$ et la quantité d'acide acétylsalycilique

 

e) Calculer la masse d'acide acétylsalicylique présente dans un comprimé. 

 

L'indication « aspirine dosée à $500\;mg$ » est elle exacte ?

On donne : $g=9.8\;m/s^{2}$

 

Lors d'un match de football Barcelone-Real de Madrid, Messi tire un coup franc à $18.5\;m$ des buts, il communique à la balle une vitesse $V_{0}=57.6\;km/h$ faisant un angle $\alpha =30^{\circ}$ avec la pelouse horizontale. 

 

On considère la balle comme étant ponctuel et on néglige la résistance de l'air.

 

 

1) Établir les équations horaires du mouvement de la balle dans le repère $(O\;,\ \vec{i}\;,\ \vec{j})$ avec $O$ point du tir (on supposera que le mouvement de la balle se fait dans le plan vertical $(x\;,\ O\;,\ y).$ 

 

En déduire l'équation de la trajectoire de la balle. 

 

2) La balle est-elle interceptée par le mur de hauteur $1.80\;m$ situe à $9.15\;m$ de $O\ ?$

 

3) Le but est-il marqué sachant que le gardien n'a pas pu intercepter la balle ; la hauteur des camps étant de $2.44\;m$ 

 

4) Quelle est la hauteur maximale atteinte par la balle ? 

 

5) Quelle est la distance qui sépare le point de tir et le point de chute si aucun obstacle n'arrêtait la balle ?

 

Avec quelle vitesse la balle touche-t-elle le sol alors ? 

 

Quels angles la vitesse devait-elle faire avec la pelouse pour que la balle heurte la barre transversale ?

Un faisceau de protons pénètre dans le champ électrique supposé uniforme existant entre les armatures horizontales d'un condensateur. 

 

La d.d.p. entre l'armature supérieure $A$ et l'armature inférieure $B$ est $U\ (U>0).$ 

 

Les protons pénètrent dans le champ avec une vitesse $V_{0}$ qui fait avec le champ électrique $E$, un angle de $135^{\circ}$ (voir croquis). 

 

On donne $V_{0}=2.10^{5}\;m/s\;;\ E=10^{4}\;V/m.$

 

1) Écrire l'équation de la trajectoire des protons dans le champ électrique dans le système d'axes $(O\;,\ \vec{i}\;,\ \vec{j}).$

 

2) A quelle hauteur maximale les protons s'élèvent-ils au-dessus du point $O\ ?$

 

3) La longueur des armatures est $L=5\;cm.$

 

Déterminer les coordonnées du point $S$, point de sortie des protons du champ électrique.

 

4) Trouver la durée du trajet $OS.$

 

5) Déterminer les composantes du vecteur vitesse $V_{s}$ des protons au moment où ils passent en $S.$

 

En déduire la norme du vecteur vitesse $V_{s}$ et la déviation des protons.

 

On donne : Charge d'un proton $q=1.6\cdot 10^{-19}\;C$

 

Masse du proton $m=1.60\cdot 10^{-27}\;kg$

 

 

 

 

$$\text{Durée 2 heures}$$