CNC 2006 MP Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2006, filière MP, en 4 heures. Thème : Réservoir de gaz, moteurs à piston, à turbine et à réaction ; oscillations d'une barre.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Premier problème, 1re partie : étude d'un réservoir à gaz. Capacités thermiques d'un gaz parfait diatomique, remplissage d'un compartiment par un réservoir et température finale par le premier principe. Détente de Joule-Gay-Lussac et bilan d'entropie, puis équilibre mécanique de deux gaz à travers un piston et étude de la variation d'entropie en fonction d'un paramètre.
• Premier problème, 2e partie : étude d'un moteur à piston. Cycle en trois étapes : admission à pression constante, détente adiabatique réversible, échappement. Diagramme de Watt, travail fourni au gaz par cycle, débit massique pour une puissance donnée et durée d'un cycle.
• Premier problème, 3e partie : étude d'un moteur à turbine. Premier principe pour un système ouvert en régime stationnaire, travail lié à la variation d'enthalpie molaire. Débit pour une puissance donnée, d'abord en détente réversible, puis avec une loi polytropique qui tient compte des irréversibilités.
• Premier problème, 4e partie : étude d'un moteur à réaction. Tuyère calorifugée avec loi polytropique : vitesse d'éjection par le premier principe en système ouvert, puis débit massique nécessaire pour une puissance cinétique d'éjection fixée.
• Deuxième problème, 1re partie : mise en équation. Barre dont une extrémité glisse sur un axe, rappelée par un ressort. Paramétrage du système, théorème de la résultante cinétique et théorème du moment cinétique, réaction de l'axe et deux équations du mouvement.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Deuxième problème, 2e partie : étude des petites oscillations de la barre. Linéarisation, recherche des modes propres en notation complexe, système homogène et condition de solutions non nulles. Forme générale du mouvement libre, détermination des constantes par les conditions initiales et discussion du résultat.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Calcul algébrique : sommes, produits, binôme et systèmes linéaires, Nombres complexes et trigonométrie

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Calcul algébrique : sommes, produits, binôme et systèmes linéaires
• Nombres complexes et trigonométrie

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