e3a-Polytech 2024 PSI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2024, filière PSI, en 4 heures. Thème : Escale à Fort Boyard : lunette de Galilée, clepsydre, pendule de longueur variable, diffusion de la fluorescéine, contacteur électromagnétique et bronze du gong.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : observation du Fort. Lois de Snell-Descartes, nature de lentilles plan convexe et plan concave, lunette de Galilée afocale : foyers, encombrement, tracé de rayons, grossissement et focales.
  À revoir : Optique géométrique et formation des images
• Partie II : mesure du temps par une clepsydre. Vidange d'un récipient par un petit orifice avec la relation de Bernoulli, puis forme du récipient de révolution pour que le niveau baisse à vitesse constante.
• Partie III : l'épreuve de la cloche. Pendule simple : vitesse et accélération en base polaire, énergie potentielle, équation du mouvement et période des petites oscillations, puis pendule de longueur variable modélisé de façon discrète et croissance de l'amplitude.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Équations différentielles linéaires du second ordre
• Partie IV : diffusion de la fluorescéine. Écoulement dans un canal microfluidique et nombre de Reynolds, loi de Fick, équation de diffusion, solution avec l'intégrale de Gauss et longueur de mélange.
• Partie V : explosion de la cartouche. Contacteur électromagnétique en translation : milieu ferromagnétique doux, champ dans l'entrefer, énergie magnétique et force exercée sur la partie mobile.
• Partie VI : composition chimique du gong. Maille cubique à faces centrées du cuivre, masse volumique, sites octaédriques et nature de l'alliage, diagramme E-pH de l'étain, attaque acide du bronze et pourcentage massique d'étain par mesure du gaz dégagé.
  À revoir : Diagrammes potentiel-pH, Oxydoréduction et piles électrochimiques

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Diagrammes potentiel-pH
• Oxydoréduction et piles électrochimiques

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