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Annale · 2019★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2019· 3 422 candidats

Physique II Centrale-Supélec PC 2019 — sujet, corrigé et rapport jury

3 parties autour de films de savon, mousses et son. Moyenne 9.69, σ=3.59, médiane 9.3. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2019 :

Physique IIChimieMaths IMaths II
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.69/20

Top 25%

12.0

Présents

3 422

Top piège du sujet : Loi de Laplace différentiée non utilisée (Q2)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.69

Médiane

9.3

Écart-type

3.59

Q1 (25%)

7.1

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 422

sur 3 670 inscrits · 6.8% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

« Films de savon, mousses et sons » : sujet contextualisant les différentes études auxquelles il conduit (intérêt biologique — modèle de la membrane biologique — et industriel — lessives, mousses pétrolières, applications culinaires et isolation). Trois parties totalement indépendantes. Partie I : étude d'un dispositif expérimental simple (tube de Kundt avec mousse de savon) permettant une mesure de l'ordre de grandeur de la célérité du son dans la mousse, dans le régime des basses fréquences.…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I — Acoustique des mousses(Q1-Q18)Difficile

    I.A — Propagation d'une onde sonore dans le tube rempli d'air (caractère isentropique, loi de Laplace différentiée, célérité c_a, impédance acoustique, coefficients de réflexion). Q3-Q4 sur précision/chiffres significatifs, Q9-Q11 graphes avec axes, estimation c_m, milieu homogène/continu vs longue…

  2. Partie IIPartie II — Formation et drainage d'un film de savon plan(Q19-Q42)Très difficile

    Argument énergétique/surfacique (deux interfaces de bulle de savon dans l'air), analogies (Q21-Q24), grandeur adimensionnée (Q25-Q27), questions ouvertes Q28-Q31 sur teintes de Newton, écoulement de Poiseuille entre deux murs rigides (Q32-Q35, incompressibilité), bilan de matière (Q36-Q42).

  3. Partie IIIPartie III — Film noir(Q43-Q55)Très difficile

    Q43 : intégrale très classique mal posée (1/r^7 et non 1/r^6), choix de symétries de révolution, écriture des bornes. Q44-Q52 : nombre d'Avogadro, permittivité de l'eau, chiffres significatifs. Longueur d'onde de Debye, répulsion à très courte distance et film noir de Newton.

Analyse globale du jury

« Globalement, les candidats ont du mal à faire bon usage des informations fournies dans l'introduction, alors que le lecteur attentif avait moyen d'utiliser ces informations pour corroborer certains résultats obtenus en cours de résolution. De même, si le sujet fait tout à la fois appel à des calculs classiques établis en cours et à des notions abordées au travers de la partie expérimentale de l'enseignement, en particulier concernant la notion de tension superficielle et d'interférences, nous constatons que la restitution des connaissances acquises sous cette dernière forme sont plus difficilement mobilisables par les candidats. Afin que chaque candidat puisse avancer au mieux dans le sujet, des résultats intermédiaires sont fournis. Quelle déception alors pour le correcteur de mesurer ce… »

Top pièges sanctionnés

  • Loi de Laplace différentiée non utilisée (Q2)-1 pts

    « La question Q2 pose davantage de problèmes alors qu'il suffisait d'utiliser le caractère isentropique de l'évolution de l'air, explicitement assimilé à un gaz parfait, via la loi de Laplace différentiée. Les candidats qui ont appliqué le logarithme népérien à la loi de Laplace avant de la différentier aboutissent à une démonstration plus rapide et claire. »

  • Précision des résultats incohérente avec données (Q3-Q4)-2 pts

    « Les questions Q3 et Q4 ont été clairement révélatrices de l'attention portée par le candidat à la précision de ses résultats, qui se doit d'être en rapport avec la précision des données. Or, pour ces deux questions, la précision des données n'est pas la même : celle des résultats ne doit pas l'être non plus ! »

  • Onde réfléchie « répressive » au lieu d'onde de surpression (Q6)-2 pts

    « Bien que les calculs des questions Q7 et Q8 aient été majoritairement faux, nous avons toutefois tenu compte de la cohérence des raisonnements. En revanche, il nous est apparu inacceptable d'affirmer avoir au même endroit un nœud de vitesse et de surpression. Certains correcteurs ont eu la surprise de découvrir qu'une onde réfléchie devenait une onde « répressive ». »

  • Mémorisation au lieu d'impédance acoustique (Q5)-1 pts

    « Si aucune démonstration n'est demandée à la question Q5, nous avons pu relever au fil des copies un nombre important d'erreurs simplement dues à une mauvaise mémorisation. Dans ce contexte, le jury a apprécié la démarche du candidat qui, soucieux de ne pas se tromper, prenait le temps de retrouver avec exactitude l'expression de l'impédance acoustique. »

  • Confusion réfraction / interférences (Q28-Q31)-1 pts

    « Comme en début d'énoncé, nous avons eu à cœur de valoriser les candidats cohérents dans leurs explications, ne confondant pas diffraction, interférences avec des analogies étranges, réfraction, etc. »

Chapitres clés à maîtriser

Ondes acoustiques — célérité, impédance, coefficients de réflexion
Optique ondulatoire — interférences, teintes de Newton, films minces
Mécanique des fluides — écoulement de Poiseuille, incompressibilité, drainage
Électrostatique — interaction entre dipôles, longueur d'onde de Debye
Tension superficielle — capillarité, films de savon, énergétique

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2019 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2019

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PC

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