CNC 2004 MP Physique II : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2004, filière MP, en 4 heures. Thème : Sondage atmosphérique : thermodynamique de l'atmosphère et mouvement d'un ballon-sonde.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1re partie, 1.1 : étude préliminaire. Équilibre hydrostatique de l'air, modèle de l'atmosphère isotherme et échelle de hauteur. Poussée d'Archimède retrouvée à partir de la densité volumique des forces de pression.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 1re partie, 1.2 : sondage de l'atmosphère. Ballon gonflé à l'hélium : quantité minimale pour décoller, détente adiabatique pendant l'ascension et altitude maximale avant éclatement. Lecture du profil de température mesuré dans la troposphère, gradient constant et lois de pression et de masse volumique.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur, Fonctions usuelles et lecture des graphes
• 1re partie, 1.3 : stabilité de l'atmosphère. Parcelle d'air déplacée adiabatiquement : gradient adiabatique, force par unité de masse et critère de stabilité. Équation du mouvement linéarisée, pulsation et période des oscillations.
  À revoir : Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles, Équations différentielles linéaires du second ordre
• 2e partie, 2.1 à 2.3 : grandeurs cinématiques, bilan de forces et équations dynamiques. Ballon et nacelle formant un solide de centre d'inertie à déterminer, vitesse relative au vent. Poussée et traînée appliquées au centre du ballon, résultante et moment, puis théorèmes de la résultante et du moment cinétiques.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Description et paramétrage du mouvement d'un point
• 2e partie, 2.4 à 2.6 : régime établi et perturbations. Vitesse limite et orientation en ascension régulière. Stabilité vis-à-vis d'une perturbation verticale, puis horizontale par linéarisation d'un système couplé : équation caractéristique du troisième degré, solutions amorties et oscillantes, durée d'extinction.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Équations différentielles linéaires du second ordre, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Équations différentielles linéaires du premier ordre
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Description et paramétrage du mouvement d'un point

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