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Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 21
Problème

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

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40
Accéléromètre

APP : Extraire l'information utile
RAI/ANA : Élaborer un protocole

À partir des doc. 1 à 3, proposer un protocole afin de mesurer l'accélération de l'armature mobile.
Doc. 1
Schéma du condensateur à armature mobile
PC - chapitre 21 - Évolutions temporelles dans un circuit capacitif - exercice 40 - Schéma du condensateur à armature mobile
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Doc. 2
Dépendance de \boldsymbol{C} avec l'écart entre armatures
La distance e entre deux armatures d'un condensateur est liée à sa capacité C par la relation :

C=\frac{K}{e}
C : capacité de l'accéléromètre (F)
K : constante (F·m)
e : distance entre les armatures (m)


Ainsi, connaissant K, une mesure de la capacité d'un condensateur peut permettre d'accéder à la valeur de e.
Doc. 3
Rappel de mécanique
La vitesse d'un point \mathrm{M} est définie comme la dérivée de la position du point mobile \overrightarrow{v}=\frac{\mathrm{d} \overrightarrow{\mathrm{OM}}}{\mathrm{d} t} et l'accélération comme la dérivée temporelle de la vitesse \overrightarrow{a}(t)=\frac{\mathrm{d} \overrightarrow{v}(t)}{\mathrm{d} t}.
Afin de mesurer l'accélération, il n'est donc pas nécessaire de connaître la valeur exacte de la position ou de la vitesse, mais seulement leurs variations. À partir d'une courbe donnant la position relative d'un point, on peut dériver numériquement deux fois par rapport au temps pour obtenir l'accélération du point.
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Retour sur la problématique du chapitre

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41
Capteur de pression

REA/MATH : Résoudre une équation différentielle
REA : Utiliser un modèle

L'objectif de cet exercice est de comprendre comment un condensateur permet de mesurer une pression. À pression atmosphérique, le condensateur étudié possède une capacité C_0. On rappelle que la capacité d'un condensateur plan constitué de deux plaques séparées par un isolant s'exprime par la relation :

C=\frac{\varepsilon · S}{e}
C : capacité du condensateur (F)
f : permittivité diélectrique de l'isolant (F·m-1)
e : distance entre les deux plaques (m)
S : surface des deux plaques (m2)

1. Déterminer la capacité C_1 du condensateur sous l'effet d'une pression diminuant la distance e de 10 %.

2. Le condensateur est chargé par un générateur de tension à vide E dans un circuit RC série.
Déterminer la tension aux bornes du condensateur en régime permanent.

3. En déduire si une mesure simple de tension permet de déterminer la pression s'exerçant sur le condensateur.

4. Déterminer la durée nécessaire pour que le condensateur atteigne une tension égale à 0{,}99~E dans les deux situations.

5. En déduire la mesure nécessaire à effectuer en plus de la mesure de tension pour déterminer la capacité du condensateur et donc la pression extérieure.
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