Prepa HelpCNC 2014 TSI Physique I : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2014, filière TSI. Thème : Pendule de torsion et mesure de la constante de gravitation, cycles de Rankine et de Hirn d'une centrale thermique.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Problème I, 1. Détermination de la constante de raideur d'un fil de torsion. Théorème du moment cinétique, oscillations libres puis amorties, régimes du mouvement, pseudo-période, décrément logarithmique et exploitation numérique pour trouver la constante de torsion.
- 2. Application : mesure de la constante de gravitation. Interactions fondamentales et loi de la gravitation, balance de Cavendish : couple des forces de gravitation, équilibre de la tige, angle mesuré par réflexion d'un faisceau sur un miroir, valeur de G et masse de la Terre.
- Problème II, 1. Généralités. Diagrammes (P, T) et de Clapeyron d'un corps pur, particularité de l'eau, titre en vapeur, chaleur latente et échauffement de l'eau liquide lors d'une compression adiabatique quasi statique.
- 2. Étude d'une centrale thermique motrice. Cycle à vapeur saturante dans les diagrammes (P, v) et (T, s), premier principe pour un fluide en écoulement, titre en sortie de turbine, transferts massiques, travail et rendement comparé à celui de Carnot.
- 3. Augmentation du rendement. Cycle de Hirn avec surchauffeur : allure dans les diagrammes, risque de la vapeur humide, calcul à partir de la table de la vapeur du titre, du travail et du rendement selon la température de surchauffe.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Équations différentielles linéaires du second ordre
- Régimes transitoires
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Optique géométrique et formation des images
- Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
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