DNB 2024AsieCorrigé complet

Taxis volants des JO Paris 2024

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

Notions BO couvertes

T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T2.2·Forces et interactions (modélisation)T2.3·Gravitation, poids et masse P=mg T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

Les taxis volants, objets hybrides entre un drone et un hélicoptère, seront peut-être une des attractions des Jeux olympiques de Paris en 2024. La promesse : se rendre aux JO sans embouteillage en quelques minutes. L'objet volant, totalement électrique, peut embarquer un pilote et un passager. Trois lignes sont prévues, ici on étudie la ligne Issy-les-Moulineaux ↔ Saint-Cyr-l'École.

Données

g = 9,8 N/kg
masse du pilote : m₁ = 75 kg
masse à vide du taxi : m₂ = 700 kg
distance Issy ↔ Saint-Cyr : d = 16 km
vitesse moyenne : v = 100 km/h

1.Le carbone, élément clé de la structure

Afin de réduire la masse de l'engin, toute la structure est conçue en fibre de carbone.

Extrait de la classification périodique : H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar — Extrait de la classification périodique des éléments.

Question 1

1 pt

T1.3

Donner le symbole de l'atome de carbone.

Question 2

1 pt

T1.3

Donner le nombre de protons dans l'atome de carbone.

Question 3

3 pts

T1.3

Indiquer le nombre de neutrons du noyau du carbone. Justifier.

2.Forces sur le taxi au sol

Question 4

2 pts

T2.2

Identifier les actions mécaniques subies par le taxi posé sur un sol horizontal et nommer les forces.

Question 5

3 pts

T2.3

Parmi les 3 relations, indiquer celle qui permet de calculer P. Nommer et donner les unités de m et g.

(1) $P = m / g$
(2) $P = m^2 \times g$
(3) $P = m \times g$

Question 6

4 pts

T2.3

Calculer la valeur du poids du taxi avec le pilote (sans passager).

Question 7

3 pts

T2.2

Schématiser le taxi et représenter son poids par un segment fléché à l'échelle 1 cm pour 1000 N.

3.Énergie embarquée et autonomie

Le taxi est équipé de 9 batteries électriques alimentant 18 moteurs électriques.

Diagramme de conversion d'énergie d'un des moteurs du taxi volant avec entrée 1, moteur, sorties 2 et 3 — Diagramme de conversion d'énergie d'un moteur du taxi.

L'autonomie des batteries permet de voler 19 minutes maximum.

Question 8

3 pts

T3.1T3.2

Attribuer aux numéros 1, 2 et 3 du diagramme une forme d'énergie parmi : lumineuse, électrique, thermique, cinétique, potentielle, nucléaire.

Question 9

5 pts

T2.1T3.5

Montrer qu'il est nécessaire de changer les batteries après chaque trajet aller Issy ↔ Saint-Cyr.

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.