Prepa HelpCCINP 2020 TPC Physique : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2020, filière TPC, en 4 heures. Thème : Mer Morte et pipeline depuis la mer Rouge, four à micro-ondes.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Problème 1, partie I : évaporation de l'eau de la mer Morte. Bilan volumique du lac entre pluie, apport du Jourdain et évaporation, puis flux de masse d'eau évaporée relié à la pression de vapeur saturante et moyens d'accélérer l'évaporation.
- Problème 1, partie II : écoulement dans le pipeline. Écoulement de Poiseuille stationnaire et incompressible dans une conduite : profil de vitesse, débit volumique, résistance hydraulique par analogie avec la loi d'Ohm, vitesse débitante et nombre de Reynolds.
- Problème 1, partie III : bilan énergétique. Bilan d'énergie d'un écoulement stationnaire en système ouvert, pression totale et pertes de charge, coefficient de friction lu sur un diagramme, débit réel, puis turbine et débit qui rend sa puissance utile maximale, avec l'effet sur le niveau de la mer Morte.
- Problème 2, parties I et II : généralités et porte du four. Dimensions et fréquence d'un four à micro-ondes, puis grille métallique de la porte vue comme un réseau : différence de marche, pas du réseau et raison pour laquelle on voit l'intérieur sans fuite des micro-ondes.
- Problème 2, partie III : confinement des ondes dans le four. Équations de Maxwell, équation de propagation dans le vide, conditions aux limites sur les parois métalliques et modes d'ondes stationnaires de la cavité.
- Problème 2, partie IV : pénétration de l'onde dans le métal. Onde dans un métal dans l'ARQS, relation de dispersion complexe, épaisseur de peau et atténuation du vecteur de Poynting à travers les parois.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Circuits électriques dans l'ARQS
- Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
- Propagation d'un signal
Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.