DNB 2018Sujet zéro EduscolCorrigé complet

Snowboardeuse Kelly Clark : chronophoto saut, énergies, fartage

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences9 questions

Notions BO couvertes

T1.1·Espèces/mélanges/solubilité/masse volumique/changements d'état T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique

PDF du sujet officiel

Lors de ses entraînements, la snowboardeuse Kelly Clark analyse ses sauts par chronophotographie. Elle prend aussi soin du fartage de ses planches pour bien glisser.
Sujet zéro publié par Eduscol (janvier 2018) pour préparer la nouvelle épreuve DNB.

1.Mouvement de la snowboardeuse

Chronophotographie d'un saut de Kelly Clark : positions successives ascendantes puis descendantes au-dessus d'un demi-tube — Chronophotographie d'un saut (Tom Zikas, espn.com). Δt entre deux positions = 125 ms = 0,125 s.

Mouvement décomposé en 2 phases : Phase 1 (montée du départ au sommet), Phase 2 (descente du sommet à l'arrivée).

Tableau des temps de parcours, hauteurs et vitesses extraits de la chronophotographie — Tableau de données (temps, hauteur, vitesse) extrait de la chronophoto.

Question 1a

4 pts

T2.1

Évaluer, à l'aide de la chronophotographie et en justifiant la démarche, la durée de la PHASE 1 et la durée de la PHASE 2 du mouvement de la snowboardeuse.

Question 1b

1 pt

T2.1

En déduire la durée totale du mouvement en secondes.

2.Nature du mouvement et représentation

Question 2a

3 pts

T2.1

Décrire l'évolution de la valeur de la vitesse pendant la PHASE 1, puis pendant la PHASE 2 du mouvement de la snowboardeuse.

Question 2b

3 pts

T2.1

En déduire la nature du mouvement — uniforme, accéléré ou ralenti — pour chacune des PHASES 1 et 2. Justifier.

Question 2c

3 pts

T2.2

Sur l'annexe, à rendre avec la copie, représenter par un segment fléché les caractéristiques de la vitesse de la snowboardeuse à l'instant t₀ = 0 s. L'échelle choisie est la suivante : 1 cm correspond à 5 m/s.

3.Énergies en phase 2 (descente)

Question 3a

3 pts

T3.1

Justifier l'affirmation suivante : « Au sommet de sa trajectoire, l'énergie cinétique de la snowboardeuse est minimale ».

Question 3b

3 pts

T3.1

Identifier la nature de la conversion d'énergie qui a lieu pendant la PHASE 2 du saut.

4.Fartage des planches de surf

Pour améliorer la glisse, on réalise un « fartage » des planches de surf. On dépose une couche de fart, essentiellement constitué de paraffine, sur la semelle de la planche, c'est-à-dire sur la partie qui est en contact avec la neige.

Tableau des propriétés : la paraffine, de formule C31H64, fond à 69 °C et est insoluble dans l'eau à toute température ; l'eau, dont la formule est laissée en point d'interrogation, fond à 0 °C, et la neige comme la glace est de l'eau à l'état solide. — Propriétés de la paraffine et de l'eau.

Question 4a

2 pts

T1.3

Donner la formule chimique de l'eau et la composition atomique d'une molécule de paraffine.

Question 4b

3 pts

T1.1

À l'aide des propriétés des différentes espèces chimiques, indiquer si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses :

affirmation A : la paraffine reste solide au contact de la neige ;
affirmation B : pour farter des planches de surf, on dissout de la paraffine solide dans de l'eau chaude, on dépose le liquide sur la semelle et on laisse sécher ;
affirmation C : pour farter des planches de surf, on peut utiliser un « fer à farter » porté à 80 °C pour étaler la paraffine, puis on laisse refroidir.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.