DNB 2024MétropoleCorrigé complet

JO Paris : piscine olympique & plongeon 10 m

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

Notions BO couvertes

T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T1.4·pH, acides-bases, tests d'ions T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique T3.2·Bilan énergétique, rendement

PDF du sujet officiel

La France accueille cette année les Jeux Olympiques et Paralympiques. Le seul équipement sportif construit pour l'occasion est le centre aquatique, voisin du Stade de France, où se déroulent les épreuves de natation artistique, de plongeon et de water-polo.

D'après paris2024.org

1.Piscine et équilibre de l'eau

Les recommandations du Comité International Olympique spécifient une plage de pH idéale de 7,2 à 7,8 pour l'eau des bassins. Si le pH devient trop élevé (au-dessus de 8), la désinfection au chlore n'est plus efficace et la formation de calcaire augmente. Si le pH tombe en dessous de 7, le confort des baigneurs n'est plus assuré (irritations) et la durée de vie des équipements métalliques est réduite.

Question 1

2 pts

T1.4

Donner les deux inconvénients d'une eau de piscine dont le pH est inférieur à 7.

Question 2a

3 pts

T1.4

Un agent de maintenance teste l'eau avec du rouge de phénol et obtient une couleur rouge. La zone de pH correspondant à cette couleur est 8,4 à 14. Indiquer si l'eau a un caractère acide, basique ou neutre. Justifier.

Question 2b

3 pts

T1.3

Le rouge de phénol a pour formule C₁₉H₁₄O₅S. Sachant que S correspond à l'atome de soufre, donner le nom des autres atomes qui la constituent.

Question 3

3 pts

T1.3T1.2

L'équation de l'action des ions H⁺ sur le fer est :

Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂

Citer parmi les espèces de cette équation : la formule d'une molécule, celle d'un atome et celle d'un ion.

Question 4

2 pts

T1.4T1.2

On fait réagir du fer (Fe) avec les ions H⁺ selon Fe + 2 H⁺ → Fe²⁺ + H₂. Identifier les propositions correctes parmi :

P1 : précipité vert avec la soude
P2 : précipité rouille avec la soude
P3 : détonation à l'approche d'une flamme
P4 : allumette incandescente qui se rallume

Rappel : Fe²⁺ + soude → précipité vert ; Fe³⁺ + soude → précipité rouille ; H₂ donne une détonation ; O₂ rallume l'allumette.

2.Épreuve de plongeon à 10 mètres

Des études ont permis de définir la tolérance du corps humain à un saut depuis 10 m. Pour des raisons de sécurité, la fédération internationale de natation limite, en compétition, la vitesse atteinte lors du contact avec l'eau à 80 km/h environ.

Deux graphiques (issus de simulations) sont fournis : l'évolution de l'énergie cinétique E_c(t) et de la vitesse v(t) du plongeur au cours du temps.

Graphique de l'évolution de l'énergie cinétique Ec du plongeur en fonction du temps t (simulation) — Évolution de l'énergie cinétique E_c (en J) en fonction du temps t (en s)

Graphique de l'évolution de la vitesse v du plongeur en fonction du temps t (simulation) — Évolution de la vitesse v (en m/s) en fonction du temps t (en s)

Question 5a

2 pts

T3.1

Décrire l'évolution de l'énergie cinétique du plongeur au cours du temps.

Question 5b

2 pts

T3.1

Nommer la forme d'énergie qui est convertie en énergie cinétique au cours du plongeon.

Question 5c

3 pts

T2.1

Indiquer la durée du plongeon en seconde, notée t_i, lue sur les graphiques.

Question 5d

5 pts

T2.1

À l'aide des graphiques, déterminer si la vitesse au moment de l'impact v_i permet de respecter la norme de sécurité (≤ 80 km/h). Toute démarche, même partielle, sera prise en compte.

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.