Prepa HelpCentrale 2023 PC Physique 1 : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique 1 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2023, filière PC, en 4 heures. Thème : Améliorations des performances en cyclisme : casque profilé, précision GPS, écoulement autour du cycliste et couche limite.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie I.A : évaluation du gain en puissance par une approche empirique. Équation du mouvement du cycliste avec traînée quadratique, vitesse limite, résolution numérique par un programme Python, exploitation de courbes, incertitudes de type A et simulation Monte-Carlo, puis bilan de puissance et gain dû au casque profilé.
- Partie I.B : précision du repérage par GPS. Propagation d'une onde électromagnétique dans le plasma ionosphérique : relation de dispersion, domaine de transparence, vitesses de phase et de groupe, retard ionosphérique et erreur de position qui en résulte.
- Partie II.A : modélisation du flux d'air autour du cycliste. Écoulement potentiel autour d'un cylindre : potentiel des vitesses, composantes polaires, conditions aux limites, relation de Bernoulli et évolution de la pression le long des lignes de courant.
- Partie II.B : comportement de la couche limite. Diffusion et convection de quantité de mouvement, épaisseur de la couche limite en ordre de grandeur, décollement lié au gradient de pression, épaisseur de déplacement et équation intégrale de von Kármán, puis intérêt du casque à flux d'air.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Équations différentielles linéaires du premier ordre
- Mesures et incertitudes
- Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.