CNC 2000 TSI Physique I : sujet en PDF

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

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Premier problème, 1ère partie : équilibrage d'une roue de voiture. Roue déformée modélisée par une roue parfaite et une masse ponctuelle, montée sur un bras mobile. Moment cinétique par le théorème de König, théorèmes du centre d'inertie et du moment cinétique, équation du bras et amplitude de ses oscillations. Vibrations ressenties par le conducteur et correction du défaut par une masse ajoutée.
  À revoir : Dynamique des solides et des systèmes : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage dynamique, Grandeurs inertielles et cinétiques : masse, centre d'inertie, matrice d'inertie, torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Équations différentielles linéaires du second ordre
• Premier problème, 2ème partie, 2.1 et 2.2 : suspension d'automobile, équation et réponse indicielle. Quart de véhicule modélisé par une masse, un ressort et un amortisseur fluide, mise sous forme canonique avec pulsation propre et coefficient d'amortissement. Passage d'un trottoir, résolution par morceaux et allure de la réponse selon l'amortissement. Effet du vieillissement des amortisseurs et de la surcharge.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Régimes transitoires
• Premier problème, 2ème partie, 2.3 : réponse harmonique. Route ondulée et fonction de transfert harmonique de la suspension. Diagramme de Bode asymptotique du gain, puis lien entre pulsation, vitesse et période spatiale pour conseiller une vitesse sur une tôle ondulée.
  À revoir : Filtrage linéaire, Régime sinusoïdal forcé
• Deuxième problème, parties 1 à 3 : étude thermodynamique d'un moteur de voiture. Cycle réversible d'une masse unité de gaz parfait : compression adiabatique, explosion à pression constante, détente adiabatique, échappement. Sens moteur, températures et pressions aux points du cycle, rendement en fonction du taux de compression et comparaison au cycle de Carnot.
• Deuxième problème, 4ème partie : prise en compte des frottements internes. Compression et détente adiabatiques rendues irréversibles par les frottements du piston. Allure du cycle en diagramme T-S, second principe, comparaison des températures et baisse du rendement, rôle des huiles de lubrification.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Dynamique des solides et des systèmes : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage dynamique
• Grandeurs inertielles et cinétiques : masse, centre d'inertie, matrice d'inertie, torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Régimes transitoires
• Filtrage linéaire
• Régime sinusoïdal forcé

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