Physique chimie, SVT, brevet DNB, Amérique du Nord 2022.

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Exploration de la planète Mars.
 La sonde spatiale Mars 2020, développée par la NASA, a été lancée le 30 juillet 2020. Après un long voyage, elle est arrivée dans l’atmosphère de Mars le 18 février 2021 à 21 h 38. Cette sonde a permis de déposer sur le sol martien un petit véhicule tout terrain, appelé rover Perseverance. L’entrée de la sonde dans l’atmosphère de Mars, jusqu’à l’atterrissage du rover, comporte plusieurs phases décrites par le dessin suivant. Les vitesses indiquées sont celles de la sonde.

Question 1 (2 points) : indiquer si le mouvement de la sonde entre les points B et C est ralenti, accéléré ou uniforme. Justifier la réponse.
Entre les points B et C, la vitesse diminue de 420 m/s à 89 m /s. Le mouvement est donc ralenti.

 Question 2 (3 points) : parmi les trois relations suivantes, recopier celle qui permet de calculer l’énergie cinétique de la sonde. Préciser ce que représentent m et v.
Ec = 1/ 2 × m × v 2 Vrai.
Ec = 1/ 2 × m × v × 2
Ec = 1/ 2 × m /v 2.
m : masse de la sonde en kg ; v : vitesse de la sonde en m / s.

 Question 3 (2 points) : sans faire de calcul, indiquer comment évolue l’énergie cinétique de la sonde du point B au point C. Justifier.
La masse est constante ; la vitesse diminue ; donc l'énergie cinétique diminue entre B et C.

 Question 4 (2 points) : indiquer comment évolue l’énergie potentielle de la sonde du point A au point B. Justifier.
Entre A et B, l'altitude diminue, donc l'énergie potentielle de pesanteur diminue.
Cette énergie est prise nulle au sol.

 Après l’atterrissage, le rover reste immobile pendant plusieurs jours, le temps de vérifier le bon fonctionnement des instruments scientifiques embarqués.
 Question 5 (2 points) : en négligeant l’action de l’atmosphère martienne, identifier les actions mécaniques qui s’exercent sur le rover immobile.
Le rover est soumis à son poids, verticale, vers le bas, valeur mg et à l'action du sol, opposée au poids.

 Question 6 (4 points) : schématiser le rover par un rectangle et représenter, au choix, la force modélisant l’une des actions mécaniques par un segment fléché à l’échelle 1 cm pour 1000 N. Justifier la longueur du segment fléché.
Masse du rover : 1050 kg ; g = 3,72 N / kg sur mars.
Poids =mg = 1050 x3,72 =3 906 N. ( longueur de la flèche 3,9 cm).

L’atmosphère de Mars est composée principalement de dioxyde de carbone CO2 ; la vie pour l’être humain y est donc impossible. Une des missions du rover est de fabriquer du dioxygène O2 à partir du dioxyde de carbone.

Question 7 (3 points) : donner le nom des atomes présents dans les molécules de dioxyde de carbone et de dioxygène, et préciser leur nombre.
Dioxyde de carbone : 2 atomes d'oxygène et un atome de carbone.
Dioxygène : 2 atomes d'oxygène.

La sonde et le rover peuvent communiquer avec la Terre à l’aide de signaux radio se propageant à la vitesse de la lumière dans le vide. La phase d’atterrissage commence dès l’entrée dans l’atmosphère de Mars au point A et s’achève au point E lorsque le rover touche le sol. Cette phase dure environ sept minutes.
 Question 8 (7 points) : en construisant un raisonnement prenant appui sur des calculs, expliquer pourquoi si un événement inattendu se produit au cours de la phase d’atterrissage, la Terre n’en sera pas informée à temps.
Distance Terre-Mars : 2,10 108 km.
Vitesse de la lumière dans le vide : v = 3,00 105 km /s.
Durée du trajet Mars-Terre : 2,10 108 / (3,00 105) =700 s ou 11 min 40 s.
Cette valeur étant supérieure à 7 min, la Terre n’en sera pas informée à temps.

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SVT.
Préparer une population face à un risque de tsunami .
CARIBE WAVE est l’exercice annuel sur les tsunamis de la Commission Océanographique rattachée à l’Organisation des Nations Unies. Le but de cet exercice est de faire progresser les efforts de préparation aux tsunamis dans les Caraïbes et notamment dans les Petites Antilles (Guadeloupe, Martinique, etc.).
Un tsunami se crée lorsqu’une grande masse d’eau est déplacée, suite à un séisme, un glissement de terrain ou une éruption volcanique, par soulèvement ou affaissement du fond océanique. La surface de l’eau commence alors à osciller et les vagues se propagent dans toutes les directions. Plus le volume d’eau déplacé est grand, plus la distance parcourue par le tsunami sera longue, plus les dégâts risquent d’être importants. D’après : https://www.gouvernement.fr/risques/tsunami.


Question 1 (4 points) – À l’aide des documents, justifier que la Martinique soit une zone à risque concernant les tsunamis.
Près de 50 séismes se sont produits en 15 ans, dont 9 de magnitude supérieure à 3.
Un tsdunam est une vague géante faisant suite à un séisme et provoquant d'importants dégats.
La martinique est donc une zone à risques pour les tsunamis.
 Question 2 (6 points) – À l’aide du document 1 et des données chiffrées du document 2, comparer l’exposition des côtes caraïbe et atlantique de la Martinique aux tsunamis, puis, proposer à l’aide du document 3, une explication à la différence observée.
On note 36 séismes sur les côtes atlantiques et 20 dans la mer des Caraïbes.
La hauteur des vagues est très élevées ( supérieures à 6 m) ou élevées ( supérieures à 3 m) sur les côtes atlantiques.
Par contre la hauteur des vagues est plus faible ( 1,5 à 1 m) sur la côte de la mer des Caraïbes.
L'activité tectonique est plus élevée dans l'océan atlantique que dans la mer des Caraïbes. Cela implique davantage de séisme et de risque de tsunamis important.

Sismogramme enregistré à la station BIM Un séisme a eu lieu à environ 255 km au nord de la Martinique, le 10 septembre 2021 à 0 h 43 min et 17 s (00:43:17) GMT (heure de Greenwich), et a été enregistré par la station sismologique BIM située en Martinique.

Les ondes sismiques se propagent au moins 40 fois plus rapidement dans les roches qu’un tsunami ne se déplace en pleine mer. On peut donc détecter ces ondes avant qu’un éventuel tsunami n’atteigne la côte. L’apparition d’un tsunami peut ensuite être vérifiée par des bouées en pleine mer mesurant la hauteur des vagues.
Question 3 (6 points) Répondre aux questions du QCM.
3.1 – Il n’y a aucune onde enregistrée sur la première partie de l’enregistrement car :
- les ondes sismiques ne sont pas encore arrivées à la station BIM. Vrai.
- le séisme n’a pas encore eu lieu.
- la station BIM est trop proche du séisme.

3.2 – Les premières ondes sont arrivées à la station BIM à environ :
 0 h 43 min 17 s,
 0 h 43 min 54 s, Vrai.
 0 h 44 min 25 s,
 0 h 44 min 40 s.
3.3 – Les premières ondes ont mis environ 37 secondes pour parvenir à la station BIM. Si ce séisme avait produit un tsunami, la vague, pour parvenir sur les côtes de la Martinique, aurait mis environ :
 37 secondes,
 10 minutes,
 25 minutes, Vrai.
 40 minutes.
 Question 4a (3 points)  Définir le risque géologique à l’aide de vos connaissances.
Un risque géologique est liée à l'activité de la Terre ( tsunami, séisme, activité des volcans, glissement de terrain).
 Question 4b (6 points) –Comment peut-on prévoir l’arrivée d’un tsunami et préparer les populations à réagir pour se protéger.
Le sismographe enregistre les ondes sismiques plusieurs dizaines de minutes et permet  de prévoir un éventuel tsunami sur les côtes.
Les bouées situées en peline mer vérifie la hauteur des vagues.
Secousses sismiques violentes, comportement anorma de l'océan, peuvent annoncer l'arrivée du tsunami.
Rejoindre les hauteurs à pied.
Des exercices d'évacuation préparent la population à s'en protéger.


  
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