La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans l’appréciation des copies.
Les candidats répondent directement sur le sujet.
L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé.
L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège », est autorisé.
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler l’examinateur ».
★ = 1 pt ☆ = 0,5 pt
Rangement dans une étagère
Problématique : vous cherchez une étagère pour stocker du matériel. Vous avez repéré celle présentée ci-dessus (document 1) et vous voulez savoir si cette étagère pourra supporter un poids total de 11,2 kN.
Vous allez donc chercher à déterminer la relation entre la masse m (en kg) et le poids P (en N).
Protocole expérimental
Matériel : une balance, un dynamomètre, un tableau métallique, 3 masses.
1.) A l’aide de la balance et du dynamomètre mesurer la masse et le poids (attraction terrestre) des 4 masses fournies et les répertorier dans le tableau ci-dessous :
⚠ Vous penserez à vérifier le réglage du 0 de la balance et du dynamomètre ⚠
| Objet | Masse m en kg (arrondie à 0,001) | Poids P de l’objet en N (arrondi à 0.01) | P/m (arrondi à 0.01) | |
| Masse 1 | ………………………………………. | ………………………………………. | ………………………………………. | ☆ C3 |
| Masse 2 | ………………………………………. | ………………………………………. | ………………………………………. | ☆ C3 |
| Masse 3 | ………………………………………. | ………………………………………. | ………………………………………. | ☆ C3 |
Présenter et expliquer oralement vos mesures.
☆ C5
Analyse des mesures
2.) Que remarquez-vous sur la valeur de P/m du tableau du 1.) ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C2
3.) Le poids et la masse sont des grandeurs :
◻ aléatoires
◻ proportionnelles
◻ qualitatives
☆ C2
4.) Le coefficient de proportionnalité est environ :
◻ g = 0,1 N/kg
◻ g = 5 N/kg
◻ g = 10 N/kg
☆ C2
5.) Le poids P (en N) peut être déterminé par la formule :
◻ P = m / g
◻ P = m x g
◻ P = m + g
☆ C2
Appeler le professeur et présenter vos réponses.
☆ C5
6.) Compléter le tableau des caractéristiques de la force poids :
| Force | Point d’application | Direction | Sens | Intensité (N) |
 | …………………………………….. | …………………………………….. | …………………………………….. | …………………………………….. |
☆ C1
7.) Représenter la force poids de ce jambon (g = 10 N/kg)
m = 7 kg échelle 1 cm ➡ 20 N
☆ C3
Réponse à la problématique
8.) Quelle information est incorrecte sur la fiche signalétique de l’étagère (document 1). Justifier :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C1
9.) Relever la charge m maximale (en kg) que peut supporter l’étagère présentée dans la problématique :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C1
10.) Calculer le poids P, en N, de cette charge maximale m. Arrondir à 0,01 (g = 9,81 N/kg) :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C3
11.) Répondre à la problématique. Justifier votre réponse :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ ☆ C4
Compétences, capacités et connaissances issues du programme CAP Physique Chimie Education Nationale
Capacités
Faire l’inventaire des actions mécaniques qui s’exercent sur un solide.
Représenter et caractériser une action mécanique par une force.
Vérifier expérimentalement les conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux forces.
Mesurer la valeur du poids d’un corps.
Connaissances
Connaître les caractéristiques d’une force (droite d’action, sens et valeur en newton).
Connaître les caractéristiques du poids d’un corps (vertical, du haut vers le bas et valeur en newton).
Connaître et utiliser la relation entre le poids et la masse.
Compétence – C1
S’approprier
Rechercher, extraire et organiser l’information.
Traduire des informations, des codages.
Compétence – C2
Analyser
Raisonner
Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
Proposer, choisir une méthode de résolution ou un protocole expérimental.
Élaborer un algorithme.
Compétence – C3
Réaliser
Mettre en œuvre une méthode de résolution, des algorithmes ou un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.
Utiliser un modèle, représenter, calculer.
Expérimenter, faire une simulation.
Compétence – C4
Valider
Exploiter et interpréter des résultats ou des observations de façon critique et argumentée.
Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, de la valeur d’une mesure.
Valider un modèle ou une hypothèse.
Mener un raisonnement logique et établir une conclusion.
Compétence – C5
Communiquer
Rendre compte d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit en utilisant des outils et un langage approprié.
Expliquer une démarche.