CNC 2000 MP Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2000, filière MP, en 4 heures. Thème : Aspects mécaniques d'une roue de voiture et thermodynamique d'un moteur à combustion interne.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Premier problème, 1re partie : équilibrage d'une roue de voiture. Roue déformée modélisée par une roue parfaite et un défaut ponctuel, montée sur un équilibreur à bras mobile. Moment cinétique par le théorème de König, théorèmes du centre d'inertie et du moment cinétique, oscillations du bras à la pulsation de rotation. Remède par une masse supplémentaire.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Premier problème, 2e partie : modélisation d'une suspension d'automobile. Quart de châssis sur ressort et amortisseur fluide : équation différentielle du second ordre, pulsation propre et amortissement réduit. Réponse au passage d'un trottoir, effet du vieillissement des amortisseurs, puis fonction de transfert et diagramme de Bode sur une route ondulée, avec le cas de la tôle ondulée.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Régimes transitoires, Régime sinusoïdal forcé, Filtrage linéaire
• Deuxième problème, 1re et 2e parties : étude du cycle moteur. Gaz parfait décrivant un cycle réversible à deux adiabatiques, combustion à pression constante. Sens de parcours et signe des transferts thermiques en diagramme PV, puis températures et pressions aux quatre points en fonction du taux de compression et du rapport des températures extrêmes.
• Deuxième problème, 3e partie : rendement d'un cycle moteur. Rendement du cycle théorique en fonction des paramètres et valeur numérique. Comparaison au rendement d'un cycle de Carnot fonctionnant entre les mêmes températures extrêmes.
• Deuxième problème, 4e partie : prise en compte des frottements internes. Cycle tracé en diagramme TS, puis compression et détente rendues irréversibles par les frottements du piston. Second principe, facteur correctif sur les températures, baisse du rendement et rôle des huiles de lubrification.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Régimes transitoires
• Régime sinusoïdal forcé
• Filtrage linéaire

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