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Physique-Chimie & Maths

BAC TERM_STI2D 2025 — Polynésie · 17 juin 2025

Polynésie
Calcul intégral et primitives Dérivation et étude de fonctions

Cet exercice est issu des annales officielles du Baccalauréat TERM_STI2D — Physique-Chimie et Mathématiques (Terminale technologique), session Polynésie 2025. Il porte sur les thèmes Calcul intégral et primitives et Dérivation et étude de fonctions. L'énoncé est accompagné d'indices progressifs pour guider la réflexion sans donner la réponse, et d'un corrigé détaillé.

Accélération d'un véhicule

Un véhicule électrique de masse, notée $ M $, de valeur $ 1\,600\,\mathrm{kg}$, se déplace sur une route horizontale et rectiligne.

Le constructeur souhaite vérifier si l'intensité de la force $\vec{F}$ de traction vaut environ $ 800\,\mathrm{N}$ pour une accélération de $ 0{,}5\,\mathrm{m \cdot s^{-2}}$.

Le graphique du document n° 1 représente l'évolution de la vitesse instantanée $ v(t)$ (exprimée en $\mathrm{m \cdot s^{-1}}$) en fonction du temps $ t $ (exprimé en seconde) durant 50 secondes.

1 u.a. = 1 unité d'aire.

25 u.a. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 t (s) v (m·s⁻¹) (1 u.a.=25m) Document n°1 : évolution de la vitesse instantanée v(t)

Document n°1 : évolution de la vitesse instantanée

L'accélération instantanée est la dérivée de la vitesse par rapport au temps :

$$a(t) = \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}(t)$$

avec :
- $ v(t)$ la vitesse instantanée en $\mathrm{m \cdot s^{-1}}$ à l'instant $ t $ ;
- $ a(t)$ l'accélération instantanée en $\mathrm{m \cdot s^{-2}}$ à l'instant $ t $.

Question Q1

Décrire la nature du mouvement de la voiture sur chacun des intervalles de temps $[0\,;\,5]$, $[5\,;\,10]$, $[10\,;\,30]$ et $[30\,;\,50]$.

On s'intéresse à l'accélération instantanée du véhicule sur l'intervalle $[1\,;\,4]$, et on admet que sur cet intervalle, on a : $ v(t) = 2t $.

Question Q2

Déterminer la valeur de l'accélération $ a(t)$ sur l'intervalle $[1\,;\,4]$.

La distance totale, notée $ D $ et exprimée en mètre, parcourue par le véhicule en 50 secondes est donnée par :

$$D = \int_0^{50} v(t)\,\mathrm{d}t$$

Question Q3

Donner, en exploitant le graphique, une estimation de la distance totale parcourue par le véhicule.

Question Q4

Déduire la valeur de la vitesse moyenne du véhicule, exprimée en $\mathrm{km \cdot h^{-1}}$, dans l'intervalle de temps $[0\,;\,50]$.

Question Q5

Établir l'inventaire des forces qui agissent sur le véhicule lorsqu'il est en mouvement.

On admet que le principe fondamental de la dynamique se réduit ici à la relation $\vec{F} = M\,\vec{a}$, où $\vec{F}$ est la force de traction du véhicule et $\vec{a}$ le vecteur accélération.

Question Q6

Indiquer la force négligée dans cette étude.

Dans l'intervalle de temps $[15\,;\,25]$, l'accélération du véhicule a pour norme $ 0{,}5\,\mathrm{m \cdot s^{-2}}$.

Question Q7

Vérifier si l'intensité de la force $ F $ de traction pour une accélération de $ 0{,}5\,\mathrm{m \cdot s^{-2}}$ vaut bien environ $ 800\,\mathrm{N}$ dans l'intervalle de temps $[15\,;\,25]$.

Énoncé : Ministère de l'Éducation nationale — Baccalauréat TERM_STI2D Physique-Chimie & Mathématiques, Polynésie 2025. Diffusé sous Licence Ouverte 2.0 (Etalab). Indices et correction : © Objectif Maths Tours.
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