CNC 2006 PSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2006, filière PSI, en 4 heures. Thème : Thermodynamique des réservoirs de gaz et des moteurs, puis oscillations d'une barre liée à un ressort.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Problème 1, partie 1 : étude d'un réservoir à gaz. Remplissage adiabatique d'un compartiment à partir d'un réservoir à pression constante et température finale du gaz. Détente de Joule-Gay-Lussac et variation d'entropie, puis équilibre de deux gaz séparés par un piston, avec étude de l'entropie selon le paramètre de remplissage.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Problème 1, partie 2 : étude d'un moteur à piston. Cycle d'admission, détente adiabatique réversible et échappement d'un moteur à gaz comprimé. Diagramme de Watt, travail fourni par cycle, débit massique et durée d'un cycle pour une puissance imposée.
• Problème 1, partie 3 : étude d'un moteur à turbine. Premier principe pour un système ouvert en régime stationnaire appliqué à une tuyère calorifugée. Travail fourni à la turbine et débit massique pour une détente réversible, puis pour une loi polytropique rendant compte des irréversibilités.
• Problème 1, partie 4 : étude d'un moteur à réaction. Vitesse d'éjection du gaz dans une tuyère par le premier principe pour un système ouvert avec terme cinétique. Débit massique pour une puissance cinétique donnée et force de poussée sur le réacteur.
• Problème 2, mécanique, partie 1 : mise en équation. Barre homogène dont une extrémité glisse sans frottement sur un axe, rappelée par un ressort. Bilan des efforts, théorème de la résultante cinétique et théorème du moment cinétique pour obtenir la réaction de l'axe et deux équations du mouvement.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Problème 2, partie 2 : étude des petites oscillations de la barre. Linéarisation en un système couplé de deux équations, recherche des modes propres et équation aux pulsations. Mouvement général comme superposition de deux modes et solution pour une barre écartée puis lâchée sans vitesse.
  À revoir : 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

• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Équations différentielles linéaires du second ordre

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