Préparation au Brevet - 3e
Préparation au Brevet 2024
Exercice 1 : Étude du glucose et consommation énergétique
Lors d'un marathon, des verres de boisson énergisante à base de glucose sont proposés aux coureurs aux
points de ravitaillement.
Donnée : le tableau périodique des éléments.
L’énergie chimique est convertie en énergie cinétique et en énergie thermique.
Indiquer par quoi il faut remplacer les lettres A, B et C dans le diagramme suivant :
Pour couvrir ses besoins énergétiques, l’athlète consomme une boisson énergétique.
Durant une heure de course à pied, la dépense énergétique moyenne de l’athlète est d’environ \( 47 \: kJ \)
par \( kg \) de masse corporelle.
Une athlète de \( 55 \: kg \) court pendant \( 24 \: min \).
On considère que l'athlète boit entièrement chacun des verres, et on donnera le résultat sous forme entière sans préciser l'unité.
Exercice 2 : Brevet 2023 (Métropole) - Question 3
Mise en évidence expérimentale de la dilatation thermique de l’eau
De l’eau, initialement placée à une température de \(14°C\), est mise dans un ballon surmonté d’un bouchon, d’un thermomètre et d’un tube en verre. Le niveau de l’eau dans le tube est indiqué sur le schéma ci-dessous.
Le dispositif est placé sur une balance pendant plusieurs heures, dans une pièce à la température de \(25°C\). La masse de l’ensemble reste constante.
Graphique de l’évolution de la masse volumique de l’eau en fonction de la température
1. Indiquer à l’aide du graphique, la valeur de la masse volumique de l’eau à la température initiale de \(14°C\).
On donnera la réponse avec l’unité.2. Indiquer à l’aide du graphique, la valeur de la masse volumique de l’eau à la température finale de \(25°C\).
On donnera la réponse avec l’unité.3. Donner l’expression de la masse volumique \(\rho\) en fonction de la masse \(m\) et du volume \(V\).
$4. Compléter les deux phrases suivantes :
5. Que peut-on en déduire sur le volume d’eau \(V\) ?
6. Que peut-on en déduire sur le niveau de l’eau dans le tube de l’expérience lorsque la température de l’eau augmente ?
Exercice 3 : Caractériser le mouvement d’un athlète
Un athlète démarre une épreuve de natation.
Chronophotographie d’une partie du déplacement d’un nageur. Une chronophotographie est une succession de clichés pris à intervalles de temps égaux.
Le sens de la flèche indique le sens du mouvement.
Qualifier le mouvement de l’athlète en choisissant un ou plusieurs termes parmi les suivants :
Exercice 4 : Brevet 2021 (Métropole, série professionnelle) - Aquariophilie
Pour le bien-être des poissons élevés en aquarium, deux paramètres sont importants : l’oxygénation de l’eau et son pH.
Partie 1 - Choisir la pompe à air
Pour permettre l’oxygénation de l’eau et assurer la survie des poissons, on utilise une pompe à air.
Lors d’une expérience, on mesure les caractéristiques électriques d’une pompe à air.
On obtient les résultats suivants, en utilisant les symboles classiques : U = 8 V et I =
0,56 A.
On donnera un résultat suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat arrondi au dixième et suivi de l'unité qui convient.
Voici quelques recommandations concernant le choix de la pompe à air en fonction du volume de l’aquarium.
| Volume de l’aquarium | < 50 L | Entre 50 et 100 L | Entre 101 et 200 L | > 200 L |
|---|---|---|---|---|
| Puissance de la pompe | 1 W | 1,5 W | 3 W | 4 W |
4. D'après le document ci-dessus, la pompe à air étudiée est-elle adaptée à un aquarium de volume 255 L ?
Partie 2 - Le contrôle du pH de l’eau
Le pH de l’eau d’un aquarium est un indicateur très important à surveiller.
5. Sélectionner le ou les dispositifs permettant d’estimer la valeur du pH de l’eau.Le pH de l’eau de l'aquarium est de 7,7.
6. Que peut-on dire de l’eau de l’aquarium ?Selon l’espèce de poisson, les recommandations de pH ne sont pas les mêmes.
| Espèces | Guppy | Molly | Néon bleu | Platys | Ramirezi |
|---|---|---|---|---|---|
| pH de l'eau recommandé | 6 à 7,5 | 7 à 8 | 5 à 6,5 | 7 à 8 | 5 à 7 |
Exercice 5 : Choix du matériau le plus léger, calcul de masse et lecture graphique
Un cycliste souhaite utiliser le vélo le plus léger possible parmi deux modèles à sa disposition.
L’un est en acier et l’autre en titane.
Les dimensions des deux modèles sont strictement identiques.
Les volumes des tubes constituant les cadres sont les mêmes. Seuls les matériaux utilisés pour les cadres
diffèrent.
- - Masse volumique de l'acier : \( 7,8\:kg / dm^{3} \)
- - Masse volumique du titane : \( 4,5\times 10^{6} \: g / m^{3} \)
On donnera un résultat arrondi à \( 0,1 \: kg \), suivi de l'unité qui convient.
La pression des pneus est une donnée importante pour augmenter les performances.
Le graphe ci-dessous donne la pression des pneus recommandée en fonction du poids du cycliste.
- - pour l’intensité de la pesanteur sur Terre, on prendra : \( g_{T} = 10 \: N/kg \)
On donnera la réponse suivie de l'unité qui convient.