DNB 2021Centre étrangerCorrigé complet

Triathlon : natation, vélo (masse volumique, pression), course (énergie chimique)

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 T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T2.3·Gravitation, poids et masse P=mg T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

Le triathlon réunit 3 épreuves : natation, cyclisme et course à pied. On étudie chacune d'elles sous l'angle de la physique-chimie.

1.Partie 1, Épreuve de natation (6 pts)

Chronophotographie horizontale d'une nageuse : positions successives séparées d'écarts égaux — Document, Chronophotographie de la nageuse (sens du mouvement →).

Question 1.1

2 pts

T2.1

Décrire la trajectoire de la nageuse.

Question 1.2

2 pts

T2.1

Décrire l'évolution de la vitesse au cours du temps. Justifier.

Question 1.3

2 pts

T2.1

Qualifier le mouvement de la nageuse (2 termes parmi : rectiligne, circulaire, ralenti, uniforme, accéléré).

2.Partie 2, Épreuve de cyclisme (6 pts)

Tableau comparatif de 2 vélos identiques aux cadres en fibre de carbone vs aluminium — Document, Deux modèles de vélos identiques (matériau différent).

Question 2.1

3 pts

T1.1

Une athlète souhaite utiliser le vélo le plus léger possible parmi les deux modèles à sa disposition. Les dimensions des deux modèles sont strictement identiques et les volumes des tubes constituant les cadres sont les mêmes : seuls les matériaux diffèrent. Préciser le modèle choisi par l'athlète. Justifier.

Données

Masse volumique de la fibre de carbone : 1,8 × 10³ kg/m³
Masse volumique de l'aluminium : 2,7 × 10⁶ g/m³

Question 2.2

3 pts

T2.3

La pression des pneus est une donnée importante pour augmenter les performances. Le graphe ci-dessous donne la pression recommandée en fonction du poids du cycliste. Déterminer la valeur de la pression à appliquer aux pneus du vélo d'une cycliste dont la masse est de 65 kg.
Donnée : pour l'intensité de la pesanteur sur Terre, on prendra g_T = 10 N/kg.

Ligne brisée donnant la pression du pneu, en bar, en fonction du poids du cycliste, en newton. Elle est plate à 6 bars de 500 à 600 N, monte régulièrement jusqu'à 8 bars à 800 N, puis reste plate à 8 bars jusqu'à 900 N. Des points sont marqués tous les 50 N. — Pression recommandée en fonction du poids.

3.Partie 3, Épreuve de course à pied (13 pts)

Extrait de la classification périodique : éléments H, C, O — Document, Extrait de la classification périodique.

Question 3.1

3 pts

T1.3

Pour le glucose C₆H₁₂O₆, donner le nombre et le nom de chaque atome.

Question 3.2

2 pts

T1.2

Justifier que C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O est bien une transformation chimique.

Question 3.3

3 pts

T3.5

Compléter le diagramme énergétique du muscle.

Diagramme énergétique d'un muscle à compléter — Diagramme d'un muscle à compléter.

Question 3.4

5 pts

T3.5

Athlète de 65 kg, court 30 min. Dépense énergétique : 30 kJ/kg/h. Un verre = 335 kJ. Combien de verres faut-il ?

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.