Physique
chimie, sciences de la vie et de la terre,
DNB Asie 2021.
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L’ultra
trail du Mont Blanc (UTMB) est une course � pied de pleine nature et de
longue dur�e qui se d�roule dans le massif alpin du Mont Blanc.
Les coureurs ont � parcourir 170 km en un temps maximum de 46 h 30 min.
Ils franchissent de nombreux cols et sommets comme le montre le
document suivant.
Partie 1. Analyse de la course.
Question 1 (4
points) : en exploitant le document, nommer le lieu o� l’�nergie
potentielle d’un coureur est la plus �lev�e et celui o� elle est la
plus faible. Justifier.
L'�nergie potentielle est la plus �lev�e � la plus haute altitude, col du Bonhomme.
L'�nergie potentielle est la plus faible � la plus basse altitude,Saint-Gervais.
Question 2
(3 points) : parmi les relations suivantes, indiquer celle qui permet
de calculer la vitesse v. Pr�ciser ce que repr�sente d et t.
v = d / t vrai ; v = d t2 ; v = d t.
v : vitesse moyenne (m / s) ; d : distance parcourue (m) ; t : dur�e du parcours (s).
En 2019, l’athl�te espagnol Pau Capell remporta la course en 20 h 20
min. Dans une revue sportive, un journaliste �crivait que la vitesse
moyenne de Pau Capell sur l’�preuve �tait de 10 km/h.
Question 3 (4 points) : montrer que le journaliste a sur�valu� la performance du sportif.
d = 170 km ; t = 20,3 heures ; v = 170 / 20,3 ~8,4 km / h, valeur inf�rieure � 10 km / h.
Partie 2. �tude du syst�me d’�clairage individuel.
Une partie de l’�preuve s’effectue de nuit. Selon le r�glement, les
coureurs doivent imp�rativement �tre �quip�s d’une lampe frontale
fournissant un flux lumineux minimal de deux cents lumens (200 lm).
Avant l’essor des lampes � basse consommation, on utilisait des lampes
frontales � incandescence. Aujourd’hui, elles sont remplac�es par des
lampes frontales � diodes �lectroluminescentes (DEL ou LED).
Dans la suite du sujet, on s’int�resse � deux lampes :
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Source de lumi�re
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Source d’�nergie �lectrique
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Flux lumineux
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Lampe A
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Une lampe � incandescence travers�e par une intensit� de 0,30 A.
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Une pile plate LR12 d�livrant une tension de 4,5 V.
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12 lm
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Lampe B
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Deux LED consommant chacune une puissance �lectrique �gale � 1,0 W.
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Trois piles LR03, mont�es en s�rie, d�livrant chacune une tension de 1,5 V.
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240 lm
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Le sch�ma simplifi� du circuit �lectrique de la lampe A est le suivant.
Question 4 (4
points) : reproduire ce sch�ma sur la copie en y ajoutant les appareils
n�cessaires � la mesure des valeurs de la tension aux bornes de la
lampe et de l’intensit� dans le circuit.
Question 5 (2 points) : expliquer pourquoi la lampe A ne permet pas de respecter le r�glement de l’UTMB.
Le flux lumineux 12 lm << 200 lm est insuffisant.
Le rendement lumineux r d'une source lumineuse est le rapport entre le
flux lumineux �mis par cette source et la puissance �lectrique de la
source. Il s'exprime en lumen par watt (lm/W).
Question 6 (6 points) : comparer les rendements lumineux des lampes A et B.
Lampe A : puissance P = U I = 4,5 x 0,30 = 1,35 W.
Flux lumineux : 12 lm.
r = 12 / 1,35 ~8,9 lm / W.
Lampe B : puissance P = 2,0 W.
Flux lumineux : 240 lm.
r = 240 / 2 =120 lm / W, tr�s sup�rieur � 8,9.
Question 7 (2
points) : expliquer pourquoi aujourd’hui les lampes frontales �
incandescence sont remplac�es par des lampes frontales � diodes
�lectroluminescentes.
Le rendement des lampes � diodes �lectroluminescentes est tr�s sup�rieur � celui des lampes � incandescence.
La dur�e de vie des lampes � diode est tr�s longue et elles fournissent une lumi�re claire tr�s blanche.
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SVT.
Trop de sel dans le sol s�n�galais.
Le sol est notre ressource commune. Il est non renouvelable � l’�chelle
humaine et il se d�grade sous l’effet du climat et des actions de
l’Homme.
Le S�n�gal connait un inqui�tant probl�me de d�gradation de ses sols due � une salinisation importante.
Comment expliquer ce type de d�gradation du sol par le sel ?
Les
deltas et les estuaires sont des zones o� des remont�es d’eaux sal�es
marines sur le continent affectent localement les sols.
Question 1 (3 points) : Pr�ciser les zones g�ographiques du S�n�gal o� sont localis�s les sols affect�s par le sel.
Estuaire de la Casamance ; delta du Sine-Saloum ; delta du S�n�gal.
Des observations de sols ont �t� effectu�es � deux endroits diff�rents autour du delta du Sine-Saloum.
Question 2a (4
points) : d�crire les paysages observ�s dans ce document et proposer
une explication � la pr�sence de cro�te de sel dans certaines zones du
delta du Sine-Saloum.
a : la salinit� se manifeste chez la plupart des plantes cultiv�es par une r�duction de la croissance et le d�veloppement.
b : d�p�t superficciel de sel form� � la surface du sol par capillarit� lors de la saison s�che.
Question 2b (4 points) : proposer une hypoth�se pour expliquer la diff�rence de v�g�tation entre le paysage a et le paysage b.
Une forte concentration de sel dans le sol rend difficile l'absorption de l'eau par le syst�me radicalaire.
La pr�sence de sel agit sur la structure du sol : tassement, diminution
de la perm�abilit�. cela renforce les difficult�s d'alimentation en eau
du v�g�tal.
Effet du sel sur les plantes.
Deux cultures de riz ont �t� r�alis�es au m�me moment sur deux milieux
diff�rents A et B. Apr�s quelques temps, les r�sultats sont pr�sent�s
ci-dessous :
Question 3 (6
points) : � l’aide du document ci-dessus, comparer les r�sultats des
deux cultures de riz et conclure sur l’effet du sel sur les plantes.
Le sel tue les plantes par le ph�nom�ne d'osmose. Quand le sol contient
trop de sel, l'eau sort des cellules v�g�tales provoquant le
d�ss�chement et la mort des feuilles.
Des pistes pour la restauration d’un sol affect� par le sel.
Pour permettre la croissance des plantes sur ces sols d�grad�s, de
l’eau douce provenant de la pluie est utilis�e afin d’�liminer l’exc�s
de sel.
Estimation du volume d’eau douce n�cessaire pour �liminer le sel sur une surface de 1 m2.
Pourcentage de r�duction de sel : 50 % ; volume d’eau 150 L.
80 % : volume d'eau n�cessaire : 300 L.
90 % : volume d'eau n�cessaire : 600 L.
Les sols affect�s par le sel peuvent �tre ainsi restaur�s gr�ce � une
combinaison d'irrigation (arrosage) et de drainage (�vacuation d’eau en
exc�s).
Question 4 (8 points) :expliquer comment l’Homme peut r�soudre le probl�me soulev� par l’exc�s de sel dans les sols s�n�galais.
R�aliser un apport d'eau douce en surface ( arrosage) combin� � un
r�seau de drainage souterrain ( �coulement de l'eau charg�e en sel)..
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