Sujet du bac 2013 de physique-Chimie (enseignement obligatoire) — Métropole (session de remplacement) (Série S) (Série S)

13PYOSME3 Page : 1 / 10 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2013 ______ PHYSIQUE-CHIMIE Série S ____ DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 h 30 – COEFFICIENT : 6 ______ L’usage d’une calculatrice EST autorisé Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré Ce sujet comporte trois exercices présentés sur 10 pages numérotées de 1 à 10 y compris celle-ci. Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns des autres. 13PYOSME3 Page : 2 / 10 EXERCICE I - L’ASCENSEUR SPATIAL (5 points) Document 1. Présentation de l’ascenseur spatial L’ascenseur spatial a été envisagé dans les années 1970 comme alternative aux lanceurs classiques de satellites que sont les fusées et navettes spatiales. Dans certains ouvrages, l’ascenseur culminerait à l’altitude de 36 000 kilomètres au-dessus du sol. Cette hauteur n’est pas due au hasard. En e ffet, un satellite en orbite équatoriale à cette altitude apparait immobile au-dessus d’un point de l’équateur : c’est un satellite géostationnaire. La particularité de l’orbite géostationnaire suggère une façon de relier le sol et l’espace : il suffit de laisser pendre un câble d’un satellite géostati onnaire. Ce dernier restera toujours à l’aplomb du même point de la surface terrestre d’où l’on pourra construire une base de départ de cabines qui escaladeront le câble, transportant des satellites directement jusqu’à l’orbite géostationnaire en quelques jours, environ cinq selon certaines hypothèses retenues. Et inversement les satellites en fin de vie pourraient être redescendus par l’ascenseur et récupérés sur Terre. Comment déployer le câble depuis l’espace ? La réponse semble simple : il suffit de dérouler une bobine de câbles préalablement mise en orbite géostationnaire. Mais il y a un problème. Sur la partie basse du câble l’attraction terrestre dépasse la force centrifuge due à son mouvement de rotation autour de la Terre. Conséquence : le câble est irrémédiablement tiré vers la Terre et ne peut maintenir sa position initiale. Pour pallier ce problème, il …