CNC 2014 PSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2014, filière PSI, en 4 heures. Thème : Pendule pesant et pendules couplés par torsion ; débitmètre électromagnétique à bobines de Helmholtz.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Problème I, 1. Pendule pesant. Pendule formé d'une tige et d'un disque : moment d'inertie par le théorème de Huygens, énergies, équation du mouvement et portrait de phase. Petites oscillations et pendule simple équivalent, puis oscillateur amorti par un frottement visqueux et ses régimes.
  À revoir : Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens, 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
• Problème I, 2. Pendules couplés par torsion. Deux pendules simples reliés par un fil de torsion : énergie potentielle, équations couplées, pulsations propres et modes d'oscillation. Battements des pendules sympathiques pour des pulsations proches et détermination expérimentale des caractéristiques du système.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• Problème II, 1. Production d'un champ magnétique uniforme. Champ de deux bobines plates coaxiales sur leur axe, variations selon le rapport de la distance au rayon et développement limité dans la configuration de Helmholtz pour estimer l'uniformité du champ.
• Problème II, 2. Mesure de débit volumique. Écoulement de Poiseuille dans une conduite par l'équation de Navier-Stokes, profil de vitesse et débit. Potentiel électrique dans un fluide faiblement conducteur par séparation des variables, tension entre électrodes et débit mesuré, puis alimentation alternative et principe de la détection synchrone.
  À revoir : Filtrage linéaire

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• 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
• Filtrage linéaire

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