Dm physique chimie

Sujet du devoir

I Le canon à tartines

Petit déjeuner, pepe Gus se confectionne un canon a tartines. Une catapulte a confiture Propulse la confiture de masse m1 et ramenée A un point, avec une vitesse v1 inclinée d'un angle O au dessus horizontale. Dans le même plan de tir, a une distance horizontale d du point de départ de la confiture, se trouve le grille-pain qui propulse verticalement vers le haut, avec une vitesse v2,une tranche de pain grillé de masse m2, également ramenée A un point. On considérera les points de départ de la confiture et du pain comme à la même hauteur, celle de la table, et leurs dates de propulsion comme identiques. Toute action de l'air sera négligée et le champ de pesanteur g sera considéré comme uniforme.Pour des raisons de sécurité, l'ensemble doit être disposé de sorte que la formation de la tartine se produise à l'instant ou le pain est au sommet de sa trajectoire. On considérera que la quantité de mouvement du système (pain +confiture) est conservée lors de la formation de la tartine.

1. Déterminer v2 et d en fonction de v1,0 et g,ainsi que les coordonnées du point où la tartine se forme.

2. Déterminer les équations cartésiennes des trajectoires de la confiture, du pain et de la tartine. Exprimer l'abscisse du point de chute de la tartine en fonction de m1,m2 et d (c'est là où il faudra mettre une assiette).

3. On donne

g= 10 m. , v1=2,0 m.s, v2= 1,5 m.s, m1= 10 g, m2=20 g. Tracer les trajectoires du pain, de la confiture et de la tartine sur le même graphique.

II Cellule de conductimétrie

Ayant grandi a la campagne, mémé Paulette s'intéresse de près à tout ce qui est champ. Mémé Paulette va étudier une une cellule de conductimétrie, constituée de deux plaques métalliques carrées paralleles de section S et distantes de d, entre lesquelles est imposée une tension U supposée constante. Cette cellule est plongée dans une solution contenant des ions. On fera dans la suite comme si un seul type d'ions était présent (ce qui n'est pas possible vu que la solution est neutre). On considérera donc un cation s'écrivant XP+'de charge q=pe. On appelle m la masse d'un ion. On considérera que l'ion se comporte comme une sphère dure chargée, soumise A des frottements fluides f= -k v, où v est la vitesse de l'ion dans le référentiel du fluide. Sous certaines hypothèses, on peut écrire que k = 6 pi nr,ou n = 1,0 x 10-9 kg..m

est la viscosité dynamique de l'eau et r=0,2 nm est le rayon de l'ion.

On considérera que l'ion est en mouvement rectiligne et uniforme dans ce milieu. On négligera toute force autre que la force électrique et les frottements.On étudiera iei, pour fixer les idées le cas d'un ion sodium Na+, initialement immobile, soumis au champ électrique E régnant entre les plaques. On a MNa=23,0 g.mol

1. Déterminer l'expression de la norme v de la vitesse de l'ion en fonction de q, k, U et d.

2. On considère que tous les ions vont à cette vitesse. Exprimer le nombre d'ions qui, pendant une durée Delta t vont passer à travers une section S de fluide, en fonction de Vlim,delta t, S, NA constante d'Avogadro et C1 concentration de l'ion dans la solution.

3. En déduire l'expression de l'intensité du courant en fonction des grandeurs utiles (on rappelle que l'intensité d'un courant électrique est un débit de charge, 1 A = 1 C.s-),

4. En déduire l'expression de la conductance G de la portion de solution contenue entre les plaques, puis de la conductivité o de cette solution

5. En déduire l'expression la conductivité molaire ionique . La calculer pour l'ion sodium et conclure.

Où j'en suis dans mon devoir

Je n'arrive pas a commecer je ne comprends pas