Séquence 3 • 3ème Prépa-Métiers (Cycle 4)

Mouvement, Trajectoire & Vitesse Moyenne

Épreuve Officielle Type DNB Pro • Sur 25 Points

Sujet Brevet Professionnel : Vitesse & Sécurité des Transports

Étude de la vitesse d'un train express et distance d'arrêt d'urgence à un passage à niveau.

Durée conseillée : 30 min • 25 Points

Grille Évaluation Nationale des Compétences (DNB Pro Physique-Chimie)

S'approprier Trajectoire & unités
Analyser Phases du mouvement
Réaliser Calcul $v = d/t$ & $D_A$
Valider Conformité freinage
Communiquer Consignes sécurité pluie

1 Partie 1 : Vitesse Moyenne du Train (8 points)

8 Points

Un train régional express relie deux gares distantes de $d = 54\text{ km}$ en une durée $t = 30\text{ minutes}$ (soit $0{,}5\text{ h}$).

1.1 (4 pts) - Compétence Réaliser : Calculer la vitesse moyenne $v$ du train en kilomètres par heure ($\text{km/h}$).

1.2 (4 pts) - Compétence Réaliser : Convertir cette vitesse en mètres par seconde ($\text{m/s}$). Préciser la nature de sa trajectoire sur une voie ferrée rectiligne.

2 Partie 2 : Analyse des Phases du Mouvement (9 points)

9 Points

L'enregistrement du compteur de bord montre que le voyage se décompose en 3 phases :
Phase 1 (0 à 3 min) : La vitesse passe de $0$ à $108\text{ km/h}$.
Phase 2 (3 à 26 min) : La vitesse reste stabilisée à $108\text{ km/h}$.
Phase 3 (26 à 30 min) : La vitesse diminue de $108\text{ km/h}$ à $0\text{ km/h}$.

2.1 (9 pts) - Compétence Analyser : Qualifier le mouvement du train pour chacune des 3 phases (uniforme, accéléré ou ralenti) en justifiant chaque réponse.

3 Partie 3 : Freinage d'Urgence à un Passage à Niveau (8 points)

8 Points

Une camionnette roule à $v = 15\text{ m/s}$ ($54\text{ km/h}$). Le feu rouge clignotant d'un passage à niveau s'allume à $35\text{ mètres}$ devant elle. Le temps de réaction est $t_R = 1{,}0\text{ s}$. La distance de freinage est $D_F = 14\text{ m}$ sur route sèche et $D_F = 28\text{ m}$ sur route mouillée.

3.1 (4 pts) - Compétence Réaliser : Calculer la distance de réaction $D_R$, puis calculer la distance d'arrêt totale $D_{A,\text{sec}}$ sur sol sec.

3.2 (4 pts) - Compétence Valider : Calculer la distance d'arrêt $D_{A,\text{pluie}}$ sur sol mouillé. Le véhicule peut-il s'arrêter avant la barrière située à $35\text{ m}$ par temps de pluie ?