DNB 2025Amérique du NordCorrigé complet

Balle de tennis de table : ABS, énergies cinétique et potentielle

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 T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

En 2014, la fédération internationale de tennis de table a remplacé le celluloïd (inflammable) par l'ABS (Acrylonitrile-Butadiène-Styrène). On étudie ensuite la chute de la balle lors d'un service.

1.Partie 1, Composition et sécurité de la balle (12 pts)

Données : g = 9,8 N/kg ; m = 2,7 g (masse de la balle).

Extrait de la classification périodique avec les éléments H, C, N, O — Document, Extrait de la classification périodique.

Quelques pictogrammes de sécurité : inflammable, corrosif, etc. — Document, Quelques pictogrammes de sécurité.

Question 1

1 pt

T1.2

Indiquer le pictogramme associé aux balles en celluloïd.

Question 2

3 pts

T1.2

L'équation de la réaction est :

acrylonitrile + butadiène + styrène → ABS

S'agit-il d'une transformation physique ou chimique ? Justifier.

Question 3

3 pts

T1.3

Nom et nombre des atomes dans la molécule d'acrylonitrile C₃H₃N.

Question 4.1

2 pts

T1.3

Donner le nombre de protons de l'atome d'azote. Justifier.

Question 4.2

3 pts

T1.3

Donner le nombre d'électrons de l'atome d'azote. Justifier.

2.Partie 2, Chute et énergie de la balle (13 pts)

Chronophotographie de la balle dans la phase de descente : positions 1 à 5 alignées verticalement, avec écart croissant — Chronophotographie de la balle en chute (positions 1 à 5).

Question 5

2 pts

T2.1

Caractériser le mouvement de la balle avec 2 mots parmi : rectiligne, curviligne, uniforme, circulaire, accéléré, décéléré.

Question 6

3 pts

T3.5

L'énergie potentielle de position vaut $E_{pp} = m \times g \times h$ . Calculer E_pp1 pour h = 0,50 m (position 1).

Question 7

3 pts

T3.5

Choisir la bonne relation de l'énergie cinétique parmi A, B, C, puis nommer m et v avec leur unité.

A : E_c = ½ × m² × v²
B : E_c = ½ × m × v²
C : E_c = ½ × m² × v

Question 8

5 pts

T3.5

En position 1, v = 0 ; en position 5, v est maximale. Les frottements sont négligés : l'énergie mécanique est conservée. Déterminer la vitesse maximale v_max.

Conservation de l'énergie mécanique

E_m = E_c + E_pp = constante. En 1 : E_c1 = 0, donc E_m = E_pp1. En 5 : E_pp5 = 0 (référence), donc E_m = E_c5 = E_pp1.

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.