DNB 2026Centres étrangersCorrigé complet

La grêle : états de la matière, molécule d'eau, transformation physique et énergie cinétique d'un grêlon

Durée conseillée : 30 min10 points sur 20 à l'épreuve de Sciences8 questions

Notions BO couvertes

T1.1·Espèces/mélanges/solubilité/masse volumique/changements d'état T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique

La grêle est la chute de morceaux de glace, les grêlons. Elle se forme par solidification de gouttes d'eau liquide dans un nuage d'orage. On étudie d'abord le grêlon (états de la matière, molécule d'eau), puis sa chute et l'énergie qu'il transporte à l'impact.

1.Partie A, Étude du grêlon (3,5 points)

Question 1

1 pt

Citer deux conséquences possibles que peut présenter un orage de grêle.

Question 2

0.5 pt

T1.1

Document 1 : trois modélisations microscopiques A, B et C des états de la matière. A : molécules dispersées et désordonnées. B : molécules rangées, alignées et serrées. C : molécules serrées mais désordonnées. — Document 1, modélisations des trois états physiques de la matière (chaque molécule d'eau est représentée par un triangle).

Choisir, parmi les modélisations A, B et C du document 1, celle qui représente un grêlon à l'échelle microscopique.

Question 3

1 pt

T1.3

Le grêlon est constitué de molécules d'eau de formule chimique H₂O. Donner le nom et le nombre des atomes qui constituent la molécule d'eau.

Question 4

1 pt

T1.2

Indiquer, en justifiant la réponse, si la formation de grêlons au sein du nuage à partir des gouttes d'eau est une transformation physique ou une transformation chimique.

2.Partie B, Étude de la chute d'un grêlon (6,5 points)

Un grêlon chute verticalement, sans vitesse initiale. Le document 2 donne l'évolution de sa vitesse $v$ au cours du temps $t$ , du début de la chute jusqu'à l'impact au sol.

Document 2 : courbe de la vitesse v (m/s) du grêlon en fonction du temps t (s). La vitesse part de 0, augmente puis se stabilise à un plateau de 25 m/s vers 7 à 8 secondes. — Document 2, courbe théorique de l'évolution de la vitesse du grêlon lors de sa chute.

Question 5

2 pts

T2.1

Décrire, en justifiant, le mouvement du grêlon durant les 5 premières secondes de sa chute. La réponse devra contenir deux termes de la liste : rectiligne / circulaire / accéléré / ralenti / uniforme.

Question 6

1 pt

T3.1

Nommer la forme d'énergie qui est convertie en énergie cinétique au cours de la chute du grêlon.

Question 7

1 pt

T3.1

Recopier, parmi les trois relations proposées, celle qui permet de calculer l'énergie cinétique $E_c$ d'un objet à partir de sa masse $m$ et de sa vitesse $v$ .

Relation A

E_c = \tfrac{1}{2}\times m^2 \times v^2

Relation B

E_c = \tfrac{1}{2}\times m \times v^2

Relation C

E_c = \tfrac{1}{2}\times m^2 \times v

Question 8

2.5 pts

T3.1

Le grêlon étudié a une masse $m = 0{,}013$ kg. Déterminer, à l'aide des documents 2 et 3 et d'un calcul, deux conséquences de l'impact à vitesse maximale de ce grêlon lors de sa chute.

Diamètre du grêlon	Énergie cinétique à l'impact	Conséquences possibles
5 à 15 mm	0,003 à 0,23 J	Dommages mineurs aux cultures
15 à 25 mm	0,23 à 1,75 J	Graves dommages aux cultures
25 à 40 mm	1,75 à 11,5 J	Voitures endommagées
40 à 70 mm	11,5 à 108 J	Dangereux, risques de blessures graves

Document 3, conséquences de la chute d'un grêlon.

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.