Sujet du bac 2015 de physique-Chimie (enseignement obligatoire) — Amérique du Nord (Série S) (Série S)

15PYSCOAN1 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL Session 2015 PHYSIQUE-CHIMIE Série S Enseignement Obligatoire Durée de l’épreuve : 3 heures 30 – Coefficient : 6 L’usage des calculatrices est autorisé. Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré. Ce sujet comporte 13 pages numérotées de à . La feuille d’annexe (page ) EST À RENDRE AGRAFÉE À LA COPIE. 15PYSCOAN1 EXERCICE I : SUPER HEROS EN DANGER… (6 points) Démuni des superpouvoirs des supers héros tradition nels, le héros de bande dessinée Rocketeer utilise un réacteur placé dans son dos pour voler. En réalité, ce type de propulsion individuelle, app elé Jet-Pack, existe depuis plus de cinquante ans mais la puissance nécessaire interdis ait une autonomie supérieure à la minute. Aujourd’hui, de nouveaux dispositifs permettent de voler durant plus d’une demi-heure. Données : - vitesse du fluide éjecté supposée constante : Vf = 2 × 10 3 m.s -1 ; - masse initiale du système {Rocketeer et de son éq uipement} : mR = 120 kg (dont 40 kg de fluide au moment du décollage) ; - intensité de la pesanteur sur Terre : g = 10 m.s -2 ; - débit massique de fluide éjecté, considéré consta nt durant la phase 1 du mouvement : t mD f f ∆= où mf est la masse de fluide éjecté pendant la durée ∆t ; - les forces de frottements de l’air sont supposées négligeables. 1. Mouvement ascensionnel de Rocketeer http://digital-art-gallery.com D’après Pour la Science – n° 406 – aout 2011 Afin de tester le potentiel de son nouveau Jet-Pack , Rocketeer réalise quelques essais de mouvements rectilignes ascensionnels verticaux. Le mouvement de Rocketeer est composé de deux phases : phase 1 et phase 2. Au cours de la phase 1, d’une durée ∆t1 = 3,0 s, il passe de l’immobilité à une vitesse v1, vitesse qui reste constante au cours de la phase 2. 1.1. Pour la phase 1, donner la direction …