Oui
Énergie et conversions
Mouvements et vitesse
Puissance et énergie électrique
Sujet Brevet Corrigé - Ultra trail du Mont Blanc - Physique-chimie - Asie 2021
1 juin 2021
Physique-chimie
🏃 Au brevet 2021 en Asie, la partie de physique-chimie t'emmène sur l'ultra trail du Mont Blanc, une course de 170 km en montagne. Elle est notée sur 25 points et se traite en 30 minutes.
- Lire un profil d'altitude pour comparer l'énergie potentielle d'un coureur.
- Calculer une vitesse moyenne et vérifier l'affirmation d'un journaliste.
- Placer un ampèremètre et un voltmètre dans le circuit d'une lampe frontale.
- Calculer des puissances et comparer le rendement lumineux d'une lampe à incandescence et d'une lampe à LED.
Le sujet officiel et son corrigé détaillé en PDF sont gratuits, avec méthodes et pièges expliqués question par question.
✅ Correction
🫣
Correction Masquée
Avez-vous bien cherché l'exercice ?
Brevet 2021 Asie : la physique-chimie d'un ultra trail
La partie de physique-chimie de ce sujet de sciences, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, suit les coureurs de l'ultra trail du Mont Blanc : 170 km à pied en montagne, en 46 h 30 min au maximum. Elle comporte sept questions réparties en deux parties : l'analyse de la course, puis l'étude de la lampe frontale que chaque coureur doit porter la nuit.
Partie 1 : énergie potentielle et vitesse moyenne
La question 1 s'appuie sur le profil du début de l'épreuve. L'énergie potentielle d'un coureur dépend de son altitude : plus il est haut, plus elle est grande. Il suffit donc de repérer sur l'axe vertical le point le plus haut, la Croix du Bonhomme, et le point le plus bas, Saint-Gervais. Le piège est de confondre la Croix du Bonhomme avec le Col du Bonhomme, tout proche mais un peu plus bas.
La question 2 fait choisir la relation de la vitesse parmi trois propositions : c'est v = d / t, avec d la distance parcourue et t la durée. L'unité km/h le rappelle : des kilomètres divisés par des heures. La question 3 demande de montrer qu'un journaliste a surévalué la performance du vainqueur, qui a couru 170 km en 20 h 20 min. Il faut convertir la durée en heures : 20 minutes, c'est un tiers d'heure, soit environ 20,33 h, et non 20,20 h. On trouve une vitesse d'environ 8,4 km/h, inférieure aux 10 km/h annoncés.
Partie 2 : la lampe frontale
La question 4 demande de compléter le schéma du circuit de la lampe A : l'ampèremètre se branche en série, le voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe. Inverser les deux branchements fait perdre les points du montage. La question 5 se règle par une comparaison chiffrée : le règlement exige au moins 200 lumens, la lampe A n'en fournit que 12.
La question 6, la plus longue, porte sur le rendement lumineux, c'est-à-dire le flux lumineux divisé par la puissance électrique. Pour la lampe A, P = U × I = 4,5 × 0,30 = 1,35 W, ce qui donne environ 8,9 lm/W. Pour la lampe B, attention : elle contient deux LED de 1,0 W chacune, soit 2,0 W et un rendement de 120 lm/W, environ 13,5 fois plus grand. La question 7 conclut : les lampes à LED éclairent davantage et gaspillent moins d'énergie, car une lampe à incandescence convertit une grande partie de l'énergie électrique en énergie thermique.
Nos conseils
Écris toujours la formule avant le calcul, puis le résultat avec son unité. Relis les données du tableau avec soin, notamment le nombre de LED. Enfin, pour une question « justifier », cite la valeur lue dans le document et compare-la à la valeur demandée.