Mines-Ponts 2022 MP Physique 2 : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique 2 du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2022, filière MP, en 3 heures. Thème : À propos des araignées : vol électrostatique, fils de soie et cordes de violon.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : des araignées volantes. Champ électrique atmosphérique modélisé par un condensateur plan, potentiel et énergie d'un éventail de fils chargés, petites oscillations autour de l'équilibre, ouverture dans le champ terrestre et nombre de fils nécessaires, puis effet de pointe étudié par séparation des variables de l'équation de Laplace dans un coin.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• Partie II : propriétés mécaniques des fils d'araignée. Loi de Hooke et module de Young, mesure par un fil chargé en son milieu et exploitation d'une loi de puissance, capture par l'araignée catapulte avec puissance musculaire requise, puis pendule de Spiderman, tension maximale et nombre de filaments en parallèle.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Partie III : produire de la musique avec des fils d'araignée. Équation de d'Alembert pour une corde tendue, solutions progressives, ondes stationnaires et fréquences propres, tension requise pour une note donnée, puis relation de dispersion avec la raideur du fil et inharmonicité des fréquences propres.
  À revoir : Propagation d'un signal

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Propagation d'un signal

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