Corrigé - bac 2015 - Physique-Chimie - Bac S

Bac 2015 Physique-Chimie Séries S Correction épreuve de physique-chimie – Métropole bac 2015 Exercice I : Les trois records de Félix Baumgartner 1. Ascension en ballon de Félix Baumgartner 1.1. La poussée d'Archimède est responsable de l'ascension du ballon 1.2. Deux forces s'appliquent sur le système {ballon + équipage} : poids et poussée d'Archimède : 1.3.Poids: P=mg F A.N. : m=3 tonnes et g=9,8 m/s² → P = 29 kN A Poussée d'Archimède: FA= ρair.V.g A.N. : ρair= 1,22 kg/m³ , V = 5100 m³ & g=9,8 m/s² → FA= 61 kN Ainsi, la poussée d'Archimède est supérieure au poids et la résultante des forces est une force verticale dirigée vers le haut.P En vertu de la seconde loi de Newton, l'accélération est verticale et dirigée vers le haut : le ballon peut bien décoller. 1.4. Un mouvement rectiligne uniforme implique que la résultante des forces est nulle. Ainsi, les frottements de l'air (dont la résultante est verticale dirigée vers le bas) et le poids compensent la poussée d'Archimède. Si l'on considère que la densité de l'air n'a pas changé au bout de quelques minutes, la valeur de lapoussée d'Archimède est toujours la même. Ainsi, la force de frottement de l'air est égale à 61-29=32 kN. 2. Saut de Félix Baumgartner (noté FB dans la suite) 2.1. Durant la première phase, la vitesse est proportionnelle au temps. Le taux de proportionnalité est : Δv/Δt = 195/20 = 9,8 m/s² soit la valeur de l'intensité du champ de pesanteur.