Prepa HelpCentrale 2025 PC Physique 1 : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique 1 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2025, filière PC, en 4 heures. Thème : Vitesses mécaniques et célérités des ondes : Rømer, orbite de Mercure, expérience de Fizeau, chant des dunes et acoustique dans l'eau.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie A, I : mesure de la célérité de la lumière par Rømer. Effet Doppler sur la période de réception d'un signal émis par une source en mouvement, application aux éclipses d'un satellite de Jupiter, mouvement circulaire de la Terre et estimation de c0.
- Partie A, II : perturbations séculaires de l'orbite de Mercure. Trajectoire képlérienne en coordonnées polaires, loi des aires, vecteur excentricité et hodographe, puis effet d'une correction relativiste moyenne qui fait tourner lentement le grand axe de l'orbite.
- Partie A, III : propagation de la lumière dans un fluide en mouvement. Expérience de Fizeau : différence de temps de parcours et déplacement des franges, modèle d'entraînement partiel, comparaison avec la composition classique des vitesses puis avec la loi relativiste d'addition des vitesses.
- Partie B, I : le chant des dunes. Fréquence fondamentale d'une corde vibrante en rappel, modèle d'un grain roulant sur un autre : énergie potentielle, angle critique, chocs dissipatifs et fréquence de l'émission sonore comparée aux données.
- Partie B, II : ondes acoustiques et entraînement par l'eau. Équations linéarisées de l'acoustique dans l'eau, célérité et compressibilité, atténuation par viscosité et pulsation caractéristique, puis célérité apparente d'une onde dans un courant d'ensemble.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Description et paramétrage du mouvement d'un point
- Modèle scalaire des ondes lumineuses
- Propagation d'un signal
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