Sujet du bac 2015 de physique-Chimie (enseignement obligatoire) — Polynésie (session de remplacement) (Série S) (Série S)

15PYSCOPO3 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 14 pages numérotées de à . 15PYSCOPO3 EXERCICE I : LE MUON, EXPLORATEUR DE VOLCAN (6 points) Données : - célérité de la lumière dans le vide c = 299 792 458 m.s −1 ; - 1 eV = 1,60 × 10 −19 J ; - facteur de Lorentz : γ = 2 2 1 1 c v− où v est la vitesse de la particule dans le référentiel du laboratoire ; - la durée de vie ∆T d'une particule animée d'une vitesse v, mesurée d ans le référentiel du laboratoire, est liée à sa durée de vie propre ∆T0 par l’égalité : ∆T = γ ∆T0 ; - énergie d'une particule de masse m en mouvement : E = γ mc 2 ; - on supposera que dans les conditions de l’expérien ce une particule chargée en mouvement dans un champ magnétique est soumise à un e force magnétique d’intensité proportionnelle à la vitesse de la part icule, à la valeur absolue de sa charge et au champ magnétique ; cette force est ind épendante de la masse de la particule ; - masse du muon : m µ = 105,66 MeV.c −2 ; - intensité du champ de pesanteur : g = 10 N.kg −1. Les muons, produits à haute altitude lors d’interactions entre les rayons cosmiques et les noyaux atomiques présents dans l’atmosphère terrestre, traversent cette dernière à une vitesse approchant la célérité de la lumière. Certains des muons arrivant au sol possèdent une énergie suffisante leur permettant de traverser plusieurs centaines de mètres de roche avant de se désintégrer. Ils sont utilisés pour radiographier les volcans. Télescope permettant la détection des muons, placé au bas de la …