CNC 2004 TSI Physique II : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2004, filière TSI, 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

• 1ère partie, 1.1 : étude préliminaire. Équilibre hydrostatique d'une tranche d'air, modèle de l'atmosphère isotherme et échelle de hauteur. Démonstration de la poussée d'Archimède à partir des forces de pression.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 1ère partie, 1.2 : sondage de l'atmosphère. Ballon gonflé à l'hélium : volume maximal, quantité minimale de gaz pour décoller, détente adiabatique et hauteur maximale accessible. Lecture du profil de température relevé dans la troposphère et lois de pression et de masse volumique à gradient constant.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 1ère partie, 1.3 : stabilité de l'atmosphère. Déplacement adiabatique d'une particule d'air, gradient adiabatique et critère de stabilité. Équation du mouvement linéarisée, pulsation et période des oscillations.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• 2ème partie, 2.1 à 2.3 : mouvement d'un ballon-sonde, grandeurs cinématiques, bilan des forces, équations dynamiques. Système ballon et nacelle traité comme un solide indéformable dans un vent uniforme. Centre d'inertie, vitesse relative à l'air, poussée d'Archimède et traînée quadratique, résultante et moment, théorèmes de la résultante et du moment cinétiques.
  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, Description et paramétrage du mouvement d'un point
• 2ème partie, 2.4 à 2.6 : régime établi et perturbations. Vitesse et inclinaison du régime établi d'ascension. Perturbation verticale linéarisée et temps caractéristique, puis perturbation horizontale : système différentiel, équation du troisième degré, solutions et stabilité horizontale.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Équations différentielles linéaires du second ordre, Dynamique des solides et des systèmes : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage dynamique

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
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• 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
• Description et paramétrage du mouvement d'un point

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