DNB 2021Asie-PacifiqueCorrigé complet

UTMB Mont Blanc : énergie potentielle, vitesse, lampe frontale (rendement)

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences7 questions

Notions BO couvertes

T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.3·Loi d'Ohm U=RI, P=UI T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

L'UTMB est une course de 170 km à parcourir en 46 h 30 max. On analyse la course (énergie, vitesse) et le système d'éclairage individuel (lampe à incandescence vs LED).

1.Partie 1, Analyse de la course (11 pts)

Profil altimétrique du début de l'épreuve UTMB : succession de cols et descentes — Profil du début de l'épreuve.

Question 1

4 pts

T3.5

Nommer le lieu où l'énergie potentielle du coureur est la plus élevée et celui où elle est la plus faible. Justifier.

Question 2

3 pts

T2.1

Choisir la relation correcte pour la vitesse v :

A : v = d/t
B : v = d × t²
C : v = d × t

Préciser ce que représentent d et t.

Question 3

4 pts

T2.1

Pau Capell a terminé en 20 h 20 min. Le journaliste annonce v_moy = 10 km/h. Montrer qu'il surévalue la performance.

2.Partie 2, Lampes frontales A et B (14 pts)

Règlement : flux lumineux ≥ 200 lm.

Données

Lampe	Source lumineuse	Énergie électrique	Flux
A	Incandescence, I = 0,30 A	Pile LR12, U = 4,5 V	12 lm
B	2 LED, chacune P = 1,0 W	3 piles LR03 en série, 1,5 V chacune	240 lm

Question 4

4 pts

T3.3

Reproduire le schéma du circuit de la lampe A et y ajouter les appareils pour mesurer U (lampe) et I.

Question 5

2 pts

T3.5

Pourquoi la lampe A ne respecte-t-elle pas le règlement ?

Question 6

6 pts

T3.5

Comparer les rendements lumineux r = flux / puissance électrique (en lm/W) des 2 lampes.

Question 7

2 pts

T3.5

Pourquoi les lampes à incandescence sont-elles remplacées par des LED ?

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.