Exploration de la planète Mars, Amérique du Nord 2022 Exercice type-brevet

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 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.

D'après un document de la NASA (National Aeronautics and Space Administration)

Données :

Masse du Rover Perseverance sur Terre : 1\ 050 \text{ kg} ;
Intensité de la pesanteur g à la surface de quelques planètes du système solaire :

Planète	Mercure	Terre	Mars	Jupiter	Saturne
g (N/kg)	3,70	9,81	3,72	24,8	10,4

Vitesse de la lumière dans le vide : 3{,}00.10^8 \text{ m/s} ;
Distance Terre-Mars le 18 février 2021 : 2{,}10.10^8\text{ km}.

Quel est l'adjectif qui décrit correctement le mouvement de la sonde entre les points B et C ?

Ralenti

Accéléré

Uniforme

Parmi les relations suivantes, quelle est celle qui permet de calculer l'énergie cinétique de la sonde ?

E_c = \dfrac{1}{2} \times m \times v^2

E_c = \dfrac{1}{2} \times m \times v

E_c = 2 \times m \times v^2

E_c = 2 \times m \times v

Comment évolue l'énergie cinétique de la sonde du point B au point C ?

Entre ces points, l'énergie cinétique diminue car elle est proportionnelle au carré de la vitesse.

Entre ces points, l'énergie cinétique diminue car elle est inversement proportionnelle au carré de la vitesse.

Entre ces points, l'énergie cinétique augmente car elle est proportionnelle au carré de la vitesse.

Entre ces points, l'énergie cinétique augmente car elle est inversement proportionnelle au carré de la vitesse.

Comment évolue l'énergie potentielle de la sonde du point A au point B ?

Entre ces points, l'énergie potentielle de pesanteur diminue car elle est proportionnelle à l'altitude.

Entre ces points, l'énergie potentielle de pesanteur diminue car elle est inversement proportionnelle à l'altitude.

Entre ces points, l'énergie potentielle de pesanteur augmente car elle est proportionnelle à l'altitude.

Entre ces points, l'énergie potentielle de pesanteur augmente car elle est inversement proportionnelle à l'altitude.

Après l'atterrissage, le Rover reste immobile pendant plusieurs jours, le temps de vérifier le bon fonctionnement des instruments scientifiques embarqués.

En négligeant l'action de l'atmosphère martienne, quelles sont les actions mécaniques qui s'exercent sur le Rover immobile ?

Le poids \overrightarrow{P} et la réaction normale du support \overrightarrow{R_N}

Le poids \overrightarrow{P} et la force de frottements \overrightarrow{f}

La force d'attraction gravitationnelle \overrightarrow{F_G} et la force de frottements \overrightarrow{f}

La force de frottements \overrightarrow{f} et la réaction normale du support \overrightarrow{R_N}

Quel schéma représente correctement les actions mécaniques subies par le Rover ?

L'atmosphère de Mars est composée principalement de dioxyde de carbone \ce{CO2} ; la vie pour l'être humain y est donc impossible. Une des missions du Rover est de fabriquer du dioxygène \ce{O2} à partir du dioxyde de carbone.

Quel est le nom des atomes présents dans les molécules de dioxyde de carbone et de dioxygène, et quel est leur nombre ?

La molécule de \ce{CO2} est composée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène.
La molécule de \ce{O2} est composée de deux atomes d'oxygène.

La molécule de \ce{CO2} est composée d'un atome de carbure et de deux atomes d'oxygène.
La molécule de \ce{O2} est composée de deux atomes d'oxygène.

La molécule de \ce{CO2} est composée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxyde.
La molécule de \ce{O2} est composée de deux atomes d'oxyde.

La molécule de \ce{CO2} est composée d'un atome de carbure et de deux atomes d'oxyde.
La molécule de \ce{O2} est composée de deux atomes d'oxyde.

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.

Pourquoi, si un événement inattendu se produit au cours de la phase d'atterrissage, la Terre n'en sera pas informée à temps ?

Le temps mis par le signal pour partir de mars et arriver sur Terre est t=\dfrac{d}{v} =\dfrac{2{,}10.10^8 \times 10^3}{3{,}00.10^8}=700 \text{ s}=11 \text{ min} \ 40 \text{ s}.

Or, la phase d'atterrissage dure 7 minutes. C'est pourquoi, si un événement inattendu se produit au cours de la phase d'atterrissage, la Terre ne sera pas informée à temps.

Le temps mis par le signal pour partir de mars et arriver sur Terre est t=\dfrac{d}{v} =\dfrac{2{,}10.10^8 }{3{,}00.10^8}=7\ 000 \text{ s}=15 \text{ min} \ 30 \text{ s}.
Or, la phase d'atterrissage dure 7 minutes, C'est pourquoi, si un événement inattendu se produit au cours de la phase d'atterrissage, la Terre ne sera pas informée à temps.

Le temps mis par le signal pour partir de mars et arriver sur Terre est t=\dfrac{v}{d} =\dfrac{3{,}00.10^8}{2{,}10.10^8 \times 10^3}=700 \text{ s}=11 \text{ min} \ 40 \text{ s}.
Or, la phase d'atterrissage dure 7 minutes. C'est pourquoi, si un événement inattendu se produit au cours de la phase d'atterrissage, la Terre ne sera pas informée à temps.

Le temps mis par le signal pour partir de mars et arriver sur Terre est t=\dfrac{v}{d} =\dfrac{3{,}00.10^8}{2{,}10.10^8 }=7 \ 000 \text{ s}=15 \text{ min} \ 30 \text{ s}.
Or, la phase d'atterrissage dure 7 minutes. C'est pourquoi, si un événement inattendu se produit au cours de la phase d'atterrissage, la Terre ne sera pas informée à temps.