e3a-Polytech 2025 MPI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2025, filière MPI, en 4 heures. Thème : Suivi médical d'un spationaute : pesée en impesanteur, vélo à freinage par induction, acide lactique, ostéodensitométrie et électrocardiogramme.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 1 : se peser sur Terre et dans l'espace. Poids et force d'inertie d'entraînement, vitesse et période de l'ISS, impesanteur, pesée par la période d'un oscillateur masse-ressort et incertitude-type sur la masse par une méthode de Monte-Carlo en Python.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Mesures et incertitudes, Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions
• Partie 2 A : le vélo CEVIS et le freinage par induction. Champ d'un solénoïde de section carrée, courant induit dans une spire carrée qui entre puis sort de la zone de champ, force de Laplace de freinage et puissance dissipée en fonction de la vitesse.
• Partie 2 B à D : acide lactique dans le sang. Diagramme de prédominance, réaction de l'acide lactique avec l'hydrogénocarbonate et pH du sang, titrage pH-métrique et choix d'un indicateur coloré, puis décroissance de la concentration calculée par la méthode d'Euler en Python.
  À revoir : Réactions acide-base, Système physico-chimique et état final d'une transformation chimique, Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions
• Partie 3 : ostéodensitométrie. Ondes électromagnétiques dans le vide, énergie des photons X, puis propagation dans un conducteur ohmique en ARQS, équation de diffusion et épaisseur de peau, appliquées à la mesure de la densité osseuse avec deux longueurs d'onde.
• Partie 4 : électrocardiogramme. Champ et potentiel dans la membrane d'un axone par le théorème de Gauss, capacité surfacique, puis modèle du dipôle électrostatique cardiaque et lecture d'un enregistrement.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Mesures et incertitudes
• Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions
• Réactions acide-base
• Système physico-chimique et état final d'une transformation chimique

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