Top piège du sujet
Phrases à deux verbes commençant par « on a »
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet « De la physique autour d'un tore », quatre exercices indépendants relatifs à des objets de forme torique : modélisation d'un hulahoop (mécanique du solide), résistance orthoradiale d'un conducteur ohmique torique (électromagnétisme régime permanent), pince ampèremétrique (induction), étude thermique d'un objet torique (diffusion et rayonnement). Calculatrice autorisée, 25 questions.
Structure de l'épreuve
- Partie I — Modélisation d'un hulahoop (Q1-Q5)(Q1-Q5)Difficile
Q1 (40%) Chasles, « linéarité » accepté. Q2 (50%) superposition. Q3 (40%) erreurs de signe Varignon, König incorrect (oubli du ½mvG² ou du facteur ½). Q4 (10%) composante tangentielle de la réaction selon ûz peu vue. Q5 (8%) très peu abordée.
- Partie II — Conducteur ohmique torique (Q6-Q12)(Q6-Q12)Niveau attendu
Q6 (80%) bien réussie mais « noms fantaisistes » pour ε₀ et unité « délirante ». Q7 (60%) très peu de candidats relèvent l'incohérence entre τ ≈ 10⁻¹⁹ s obtenu et la limite à 10¹⁴ Hz pour la loi d'Ohm sur le cuivre. Q8-Q12 (40-60%) souvent réussies.
- Partie III — Pince ampèremétrique (Q13-Q18)(Q13-Q18)Difficile
Q13 (66%) AEQS électrique ou magnétique acceptée. Q14 (65%) sanction si pas de précision charges/champ, invariance selon ûz fausse à cause du tore. Q15 (30%) majorité utilise dr·rdθ au lieu de dr·dz, oubli du facteur N. Q17 (24%) peu de schémas électriques. Q18 (20%) passe-haut compris.
- Partie IV — Étude thermique d'un objet torique (Q19-Q25)(Q19-Q25)Très difficile
Q19 (35%) bilan thermique souvent ok, confusion S(r)=2πra et S(r+dr), disparition du facteur r. Q20 (36%) séparation de variables ok. Q22 (16%) calculatoire. Q23 (10%) « pas d'échanges thermiques dans le vide » alors que rayonnement au programme. Q25 (5%) profils de T bien tracés.
Analyse globale du jury
« L'épreuve était un peu longue pour les trois heures imparties. Cependant, les parties 2, 3 et le début de la partie 4 étaient relativement classiques et faciles. Le barème a classé efficacement les candidats. Un étudiant connaissant bien son cours pouvait avoir une très bonne note. La rédaction est globalement correcte, mais certains candidats expliquent peu, aèrent peu leur copie et n'encadrent aucun résultat, risque de voir un résultat correct non comptabilisé. De nombreuses copies commencent leurs réponses par « on a » suivi de phrases à deux verbes (« on a le plan P est plan de symétrie »), ce qui produit un effet désastreux. »
Top pièges sanctionnés
Phrases à deux verbes commençant par « on a »
« De nombreux candidats commencent systématiquement leurs réponses par « on a », quel que soit ce qui suit. On trouve ainsi des phrases à deux verbes, comme : « on a le plan P est plan de symétrie », ou, pire encore, « on a que E est selon ûθ ». De telles expressions produisent un effet désastreux. »
Mauvais élément de surface (Q15), dr·rdθ au lieu de dr·dz pour le flux
« La majorité des candidats ne fait pas de schéma, et utilisent du coup le mauvais élément de surface (dr·rdθ au lieu de drdz) pour le calcul du flux magnétique φ à travers le bobinage. Pour les autres, le principe du calcul est compris, mais c'est souvent le flux à travers une seule spire du bobinage qui est calculé (oubli de la multiplication par le nombre N de spires). »
Théorème de König incorrect (Q3), oubli du ½mvG² ou du facteur ½
« Beaucoup de candidats écrivent une version incorrecte du théorème de König pour l'énergie cinétique (oubli du terme ½mvG², ou du facteur ½, ou du carré sur la vitesse angulaire). »
Invariance par translation selon ûz affirmée à tort (Q14)
« Presque tous les candidats ont affirmé que la distribution de courant est invariante par translation selon ûz, ce qui n'était pas le cas à cause du tore. Les candidats évoquant des plans de symétrie sans préciser s'ils concernaient les charges ou le champ magnétique étaient sanctionnés. »
Pas de schéma, pas de phrase d'introduction, pas d'encadrement
« Il faut faire des schémas (pour visualiser les bons éléments de surface, par exemple). Écrire une phrase d'introduction avant un calcul. Cette phrase doit contenir le nom de la loi ou du théorème appliqué. Vérifier l'homogénéité des résultats. Toute intégrale doit contenir un élément différentiel. Encadrer le résultat final. »
Chapitres clés à maîtriser
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Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2014 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve Physique I 2014
L'épreuve Physique I Mines-Ponts MP 2014 s'est déroulée fin avril 2014, durée 3 h, coefficient 3, calculatrice autorisée. Sujet intitulé « De la physique autour d'un tore », composé de quatre exercices totalement indépendants sur 25 questions, explorant les propriétés physiques d'objets toriques (section rectangulaire ou circulaire).
Les quatre parties : (I) modélisation d'un hulahoop en mécanique du solide, (II) conducteur ohmique torique en électromagnétisme régime permanent, (III) pince ampèremétrique en induction, (IV) étude thermique d'un objet torique en diffusion et rayonnement. Le rapport CCMP fournit cette année le pourcentage de réussite question par question : un atout rare pour calibrer son barème personnel.
Verdict du jury : « L'épreuve était un peu longue pour les trois heures imparties. Cependant, les parties 2, 3 et le début de la partie 4 étaient relativement classiques et faciles. Le barème a classé efficacement les candidats. » Un étudiant qui connaissait bien son cours pouvait avoir une très bonne note.
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Quatre parties indépendantes, stratégie clé : commencer par la partie 2 (conducteur ohmique), où Q6-Q12 affichent 40-80% de réussite, puis enchaîner partie 3 (pince ampèremétrique, Q13-Q14 à 65%) avant d'attaquer la partie 1 (hulahoop, plus discriminante) et la partie 4 (thermique, Q19-Q22 abordables).
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Q6-Q14 ramassent 40-80% des copies, ε₀ avec son unité correcte (pas « unité délirante »), AEQS définie cohérente, Q3 König avec TOUS ses termes (½mvG² + ½JGω², le facteur ½ et le carré sur ω). Q19-Q20 thermique : équation de diffusion correcte avec S(r) = 2πra dépendant de r.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Q15 flux magnétique avec le BON élément de surface (dr·dz, pas dr·rdθ), schéma indispensable, et facteur N de spires. Q14 invariance correcte : la distribution n'est PAS invariante par translation selon ûz (à cause du tore). Q4 réaction tangentielle selon ûz. Q23 rayonnement thermique dans le vide (au programme MP). Q25 profils T(r) avec axes légendés.
Gestion des 3h sur sujet « un peu long » : 40 min partie 2 (conducteur ohmique, points denses), 40 min partie 3 (pince), 50 min partie 1 (hulahoop, technique), 40 min partie 4 (thermique, premières questions seulement), 10 min relecture. Le jury insiste : « il faut faire des schémas (pour visualiser les bons éléments de surface, par exemple) ».
Conseils du jury
Six règles à appliquer
- Faire des schémas : pour visualiser les bons éléments de surface (Q15 raté faute de schéma).
- Écrire une phrase d'introduction avant un calcul : qui contient le nom de la loi ou du théorème appliqué.
- Vérifier l'homogénéité des résultats : analyse dimensionnelle systématique.
- Vérifier qu'un vecteur est égal à un autre vecteur : et non à un scalaire.
- Toute intégrale doit contenir un élément différentiel : pas d'intégrale sans dV, dS, dℓ.
- Encadrer le résultat final : sinon il sera perdu au milieu de ce qui ressemble à un brouillon.
Ressources
Téléchargements
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