Prepa HelpMines-Ponts 2021 MP Physique 2 : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique 2 du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2021, filière MP, en 3 heures. Thème : Le marteau de Thor : physique d'une naine blanche.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie I : le marteau. Masse d'un marteau taillé dans la matière d'une naine blanche à partir de sa masse volumique moyenne, et variation d'énergie potentielle lors d'un coup, comparée à l'énergie d'un bâton de dynamite.
- Partie II : analyse du spectre de l'étoile naine. Raies de Lyman de l'hydrogène et niveaux d'énergie, élargissement des raies relié à la température, modèle de Bohr avec quantification du moment cinétique, puis loi de Planck, loi de Wien et température de surface de l'étoile.
- Partie III : estimation du rayon de la naine blanche. Degré d'ionisation du carbone, nombre d'électrons, pression de dégénérescence de Fowler vérifiée par analyse dimensionnelle, énergie et pression gravitationnelles, et rayon d'équilibre de l'étoile.
- Partie IV : au cœur de la naine blanche. Réseau cubique de noyaux de carbone, champ électrique dans une cellule de Wigner-Seitz par le théorème de Gauss, oscillations harmoniques isotropes du noyau, énergie moyenne d'un oscillateur quantique en équilibre thermique et critère de fusion de Lindemann en surface et au cœur.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Équations différentielles linéaires du second ordre
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