CNC 2009 TSI Physique II : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2009, filière TSI, en 4 heures. Thème : Durée des saisons par le mouvement képlérien de la Terre ; équilibre de l'atmosphère dans le champ de pesanteur.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Premier problème, 1re partie : propriétés générales du mouvement. Référentiels galiléens, force centrale et conservative, énergie potentielle de gravitation et conservation de l'énergie mécanique. Théorème du moment cinétique : mouvement plan, vitesse en coordonnées polaires, constante des aires et loi des aires.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Premier problème, 2e partie : étude de la trajectoire. Énergie mécanique et énergie potentielle effective, dont on trace l'allure pour discuter les états liés et le cas du cercle. Trajectoire elliptique donnée par son équation polaire : distances au périhélie et à l'aphélie, écart relatif et valeurs numériques.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes, Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Premier problème, 3e partie : période temporelle du mouvement. Période déduite de la loi des aires et de la surface de l'ellipse. Placement des solstices et des équinoxes sur l'orbite, comparaison graphique des saisons, durées de l'hiver et du printemps par approximation à faible excentricité, confrontées à un calendrier réel.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Deuxième problème, 1re partie : pression dans un fluide au repos dans le champ de pesanteur. Forces de pression sur une tranche de fluide et équation de la statique. Cas d'un fluide de masse volumique constante et ordres de grandeur des écarts de pression entre le sol et le plafond d'une salle, puis dans l'océan.
  À revoir : Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Deuxième problème, 2e partie : modèle de l'atmosphère isotherme. Air assimilé à un gaz parfait à température uniforme. Masse volumique, pression exponentielle en altitude, facteur de Boltzmann et hauteur caractéristique.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Deuxième problème, 3e partie : modèle de l'atmosphère polytropique. Profil de température linéaire ajusté sur les relevés d'un ballon-sonde. Forme de la pression, comparaison au modèle isotherme à faible altitude et relation polytropique. Paramètres tirés de l'ajustement, validité dans la troposphère et ordre de grandeur de l'épaisseur de l'atmosphère.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes, Équations différentielles linéaires du premier ordre

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Équations différentielles linéaires du premier ordre

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