Situation d'évaluation de sciences physiques et chimiques pour le ...

|Baccalauréat professionnel |
|Évaluation de sciences physiques et chimiques |
|Etablissement : ........................................................... |
|Date de l'évaluation ...... / ...... / ...... |
|NOM et Prénom |
|...............................................................................|
|........... Classe : ............... |
T7 - Comment avoir une bonne tenue de route ?
Présentation du contexte
Pré-visite avant contrôle technique
|Un automobiliste se rend chez son garagiste avant de faire subir un contrôle |
|technique à son véhicule. Le garagiste effectue divers contrôles. |
|Dans un premier temps, après avoir fortement appuyé sur |[pic] |
|l'avant de la voiture et l'avoir relâché, il l'observe | |
|osciller longuement. | |
|Il en conclut qu'il faut changer les amortisseurs, car c'est | |
|« comme si il n'y en avait pas ! ". | |
|Le client, un peu surpris, cherche à reproduire l'expérience | |
|et appuie à son tour sur le capot de la voiture, mais moins | |
|fortement. Il constate alors que l'amplitude des oscillations | |
|est moins grande mais que leur fréquence semble à peu près | |
|identique. Il s'interroge: | |
|La fréquence est-elle réellement la même ? Les amortisseurs sont-il vraiment en|
|mauvais état ? |
|Qu'est-ce qui permet au garagiste de l'affirmer ? |
|Il demande alors au garagiste en quoi les oscillations de la voiture |
|permettent-elles d'affirmer que les amortisseurs sont défectueux et celui-ci |
|lui répond qu'avec des amortisseurs en bon état le véhicule oscillerait |
|beaucoup moins. |
Travail à réaliser |[pic] |Lire attentivement la présentation du contexte. |
Partie A La fréquence des oscillations est-elle la même quelque soit
l'amplitude des oscillations ?
A.1 Indiquer ce qui différencie, en termes d'amplitude, les actions
produites par le garagiste et le client.
Expliquer comment le garagiste et le client peuvent évaluer la
fréquence des oscillations du véhicule.
Pensez-vous que, malgré la différence d'amplitude des actions produites
par le garagiste et le client, la fréquence des oscillations du
véhicule soit la même dans les deux cas ?
( oui ( non A.2 Afin de déterminer si la fréquence des oscillations d'un ressort
dépend de l'amplitude des oscillations, on dispose du matériel
suivant : - un ressort + une masse de 100 g
- une masse de 200 g
- un dynamomètre
- des plots aimantés
- une règle graduée
- un chronomètre
- un tableau magnétique
- une éprouvette graduée
- un agitateur en verre
- une pipette jaugée Proposer, en utilisant une partie de ce matériel, un protocole
expérimental qui permette de le vérifier.
Le protocole proposé devra être accompagné d'un schéma légendé et
intégrer des mesures permettant le calcul de fréquences d'oscillations
d'un ressort. |Schéma du dispositif |Description du protocole |
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| | | |[pic] |Appel N°1 |
| |Appeler l'examinateur afin de présenter et justifier oralement les |
| |réponses à la question A.1 et la proposition de protocole expérimental |
| |de la question A.2. | A.3 Réaliser le protocole validé par l'examinateur. Noter les fréquences
des oscillations obtenues pour les 2 cas envisagés.
Mesures : Calculs :
| f1 = ............. |f2 = ............. | A.4 Conclusion : Les résultats expérimentaux confirment-ils ce que vous
pensiez ? Justifier la réponse. |[pic] |Appel N°2 |
| |Appeler l'examinateur afin de lui présenter et justifier oralement les |
| |résultats expérimentaux et la conclusion. | Partie B Les amortisseurs du véhicule contrôlé sont-ils en bon état ?
B.1 Indiquer ce qui permet au garagiste d'affirmer que les amortisseurs
sont en mauvais état.
( La fréquence des oscillations ( L'amplitude des oscillations ( La durée des oscillations B.2 L'expérimentation qui suit doit permettre de vérifier cette
hypothèse. |[pic] |Lire attentivement le document « Système de suspension d'une |
| |voiture » proposé dans le dossier documentaire. |
Compléter la modélisation ci-dessus en faisant correspondre les
éléments du montage avec ceux du système de suspension de la voiture. [pic] B.3 Réaliser le montage représenté ci-dessus. |[pic] |Appel N°3 |
| |Réaliser l'expérience décrite ci-dessous devant l'examinateur puis |
| |proposer oralement les premières conclusions suite aux observations |
| |effectuées. |
Écarter la masse d'environ 8 cm de sa position d'équilibre à l'aide
de l'agitateur et observer les oscillations obtenues. B.4 Conclusion : En prenant appui sur les observations effectuées,
expliquer en quoi l'expérimentation permet au garagiste d'affirmer
qu'il faille changer les amortisseurs. Dossier documentaire
Système de suspension d'une voiture Le système de suspension et d'amortissement d'une voiture se compose de
ressorts et d'amortisseurs qui sont couplés sur le même axe ou montés côte
à côte sur les bras de suspension.
[pic] Le ressort de suspension hélicoïdal : Il sert à suspendre le véhicule de
façon à le rendre confortable. Le ressort de suspension supporte le poids
de la voiture et travaille en compression et en étirement selon les
aspérités de la route.
L'amortisseur :
Son rôle est d'atténuer les oscillations de la caisse de la voiture fixée
au ressort hélicoïdal pour permettre au véhicule de garder une adhérence
optimale sur le sol. Il est également un élément de confort du véhicule. Lors des débattements de l'amortisseur, le piston effectue des va-et-vient
dans le fluide. La tête du piston étant munie de valves, le liquide circule
d'un coté à l'autre à travers de petits orifices, freinant ainsi
considérablement la circulation du piston. NB : Le comportement d'un ressort étant symétrique, le système est modélisé
dans les activités expérimentales par une masse suspendue à un ressort car
la mise en ?uvre est plus simple dans ce sens. |Sujet T7 - Comment avoir une bonne tenue de route ? |
|Etablissement : ........................................................... |
|Date de l'évaluation ...... / ...... / ...... |
|NOM et Prénom |
|...............................................................................|
|....... Classe : ............... | Grille d'évaluation |Capacités |Mesurer expérimentalement la période d'une oscillation |
| |Vérifier que la fréquence des oscillations d'un système |
| |mécanique dépend très peu de l'amplitude |
| |Utiliser la relation permettant de déterminer la fréquence d'une|
| |oscillation |
|Connaissances|Connaître la relation entre la période et