Brevet 2018 Centres étrangers : le saut à l'élastique en physique-chimie

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points pour 30 minutes, suit un sauteur à l'élastique. Le saut est découpé en quatre phases : une chute libre pendant laquelle la vitesse augmente, puis l'élastique qui se tend et ralentit le sauteur, l'élastique tendu au maximum quand la vitesse s'annule un bref instant, et enfin la remontée. Un graphique de la vitesse en fonction du temps, avec des points repérés de A à H, sert de fil conducteur aux quatre parties.

Lire le graphique de la vitesse

La première partie, sur 6 points, demande d'associer les phases du texte au graphique. La phase 1 correspond à la courbe de A à D, où la vitesse passe de 0 m/s à sa plus grande valeur. Le point F, où la vitesse vaut 0 m/s, correspond à la phase 3. Le piège consiste à confondre la montée de A à D avec celle de F à H, qui correspond à la remontée de la phase 4. On termine par le poids : direction verticale, sens vers le bas. Il ne faut pas confondre direction et sens.

Énergie cinétique et conversion d'énergie

La deuxième partie, la plus lourde avec 11 points, décrit la conversion de l'énergie potentielle en énergie cinétique pendant la chute. On lit ensuite la vitesse maximale au point D, environ 28 m/s, puis on calcule l'énergie cinétique avec la formule E = ½ × m × v² pour un sauteur de 78 kg. On trouve 30 576 J, soit bien de l'ordre de 30 000 J. L'erreur classique est d'oublier le carré de la vitesse. La comparaison avec le tableau montre que cette énergie est du même ordre que celle d'une moto lancée à 65 km/h : l'élastique sert à ralentir le sauteur progressivement.

L'adrénaline et la classification périodique

La troisième partie, sur 3 points, porte sur la formule de l'adrénaline, C9H13O3N. Il faut nommer les atomes à l'aide de la classification et les compter : 9 atomes de carbone, 13 d'hydrogène, 3 d'oxygène et 1 d'azote. Le symbole N n'est suivi d'aucun nombre : il compte pour un atome, pas zéro.

Choisir le bon élastique

La dernière partie, sur 5 points, est une tâche complexe. On calcule d'abord le poids avec P = m × g, soit 78 × 9,8 = 764,4 N, ce qui désigne le modèle M. Ensuite, avec un pont de 103 m et une marge de 10 m au-dessus du sol, l'élastique étiré ne doit pas dépasser 93 m. Comme il s'allonge jusqu'à trois fois sa longueur initiale, la longueur de 30 m convient : elle donne 90 m. Le piège est de comparer directement 78 kg au tableau, qui est exprimé en newtons.

Conseils pour réussir

Repère chaque point du graphique avant de répondre, écris toujours la formule avant le calcul et donne les résultats avec leur unité. Dans la tâche complexe, traite chaque critère à part puis conclus par une phrase claire : une démarche bien présentée rapporte des points même inachevée.