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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2023· 3 477 candidats

Physique II Centrale-Supélec PC 2023, sujet & corrigé

2 parties autour de une révolution tranquille du système international d'unités. Moyenne 9.35, σ=3.95, médiane 9.2. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2023 :

Physique IIChimieMaths IMaths II

Top piège du sujet

Force de Laplace ≠ Force de Lorentz, différentielle oubliée (Q3)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.35

Médiane

9.2

Écart-type

3.95

Q1 (25%)

6.1

Q3 (75%)

11.9

Candidats présents

3 477

sur 3 652 inscrits · 4.8% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.16 par rapport à 2022 (9.35 vs 9.19). Écart-type plus resserré (σ 4.12 → 3.95), notes moins dispersées.

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Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Sujet sur l'évolution de la définition de deux unités du SI : le kilogramme (Q1-Q20) puis le kelvin (Q21-Q43). Deux parties totalement indépendantes. Partie I : redéfinition du kilogramme via la balance de Kibble (balance du Watt), induction, mécanique du point, méthode interférométrique pour mesurer une vitesse, magnétostatique, application à la redéfinition du kilogramme. Partie II : redéfinition du kelvin via thermométrie acoustique, équation de d'Alembert 1D, célérité, ondes sonores, méca…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Redéfinition du kilogramme(Q1-Q20)Difficile

    I.A, Prototype international du kilogramme (artéfact, comparaisons). I.B, Principe de la balance de Kibble (phase statique et dynamique, méthode interférométrique). Q11-Q17 : influence de la dilatation des spires (magnétostatique). Q18-Q20 : application à la redéfinition.

  2. Partie IIPartie II, Redéfinition du kelvin(Q21-Q43)Difficile

    Culture générale (Q21-Q22), équation de d'Alembert 1D et expressions de la célérité (Q23-Q30), ondes sphériques et modes propres en notation complexe (Q31-Q39), lien avec la constante de Boltzmann (Q40-Q43).

Analyse globale du jury

« Dans l'ensemble, le jury a apprécié le sujet, dont le thème est intéressant et de longueur raisonnable. Il aborde des thèmes de 1ʳᵉ et 2ᵉ année par le biais de questions proches du cours et les développements permettent de départager efficacement les candidats. La première partie, abordant des thèmes plus proches des programmes de première année a été globalement moins bien traitée que la deuxième, traitant de la propagation des ondes sonores. Ce constat que les candidats semblent moins à l'aise et donnent des réponses souvent avec des manques de rigueur et de précision sur les thèmes de première année est récurrent (F = I dl ∧ B en oubliant la différentielle, confusions entre forces de Laplace et Lorentz, confusion f.é.m. et force…) et il convient d'encourager les étudiants à ne pas négl… »

Top pièges sanctionnés

  • Force de Laplace ≠ Force de Lorentz, différentielle oubliée (Q3)-2 pts

    « Les candidats confondent force de Laplace et force de Lorentz et oublient que la force de Laplace est une force élémentaire (dF). »

  • PFD appliqué pour caractériser un équilibre (Q4)-1 pts

    « Trop de candidats ont le réflexe d'appliquer le PFD pour caractériser l'équilibre de la balance ; or ici c'est l'équilibre des moments qui caractérise cet équilibre. »

  • Force électromotrice considérée comme une force (Q8)-1 pts

    « Trop peu de candidats appliquent rigoureusement la conservation de l'énergie. Par ailleurs, rappelons qu'une force électromotrice n'est pas une force. »

  • Symétries du champ magnétique mal étudiées (Q14, Q15)-2 pts

    « Cette question, qui demande une vraie réflexion préalable a rarement été bien traitée : les symétries et d'antisymétries du champ devaient être étudiées soigneusement. Par ailleurs il était crucial dans cette question qui fait intervenir deux bobines de courants opposés, d'orienter les lignes de champ soigneusement. »

  • Approximation acoustique mal énoncée, vitesse v_1 (Q24)-1 pts

    « Si l'idée générale de l'approximation acoustique est connue, elle est souvent mal énoncée notamment au sujet de la vitesse v_1 : la vitesse au repos est nulle c'est devant la célérité des ondes acoustique qu'elle est faible (et non la célérité de la lumière !). »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2023 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique II Centrale-Supélec PC 2023 s'est déroulée fin avril 2023, en 4h, coefficient 14. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.

Sujet sur Une révolution tranquille du système international d'unités. Sujet sur l'évolution de la définition de deux unités du SI : le kilogramme (Q1-Q20) puis le kelvin (Q21-Q43). Deux parties totalement indépendantes. Partie I : redéfinition du kilogramme via la balance de Kibble (balance du Watt), induction, mécanique du point, méthode interférométrique pour mesurer une vitesse, magnétostatique, application à la redéfinition du kilogramme. Partie II : redéfinit…

La moyenne brute s'est établie à 9.35/20, écart-type 3.95. Médiane 9.2, premier quartile 6.1, troisième quartile 11.9. 3477 candidats présents pour 3652 inscrits (4.8 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 5.8 points, ce qui rend l'épreuve exigeant et discriminante.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Dans l'ensemble, le jury a apprécié le sujet, dont le thème est intéressant et de longueur raisonnable. Il aborde des thèmes de 1ʳᵉ et 2ᵉ année par le biais de questions proches du cours et les développements permettent de départager efficacement les candidats. La première partie, abordant des thèmes plus proches des programmes de première année a été globalement moins bien traitée que la deuxième, traitant de la propagation des ondes sonores. Ce constat que les candidats semblent moins à l'ais…

Si tu vises 9.2-11.9/20 (médiane à top 25 %)

Concentre-toi sur les premières parties du sujet (préliminaires, étude d'exemples, applications directes du cours). Ce sont les points faciles. Soigne particulièrement les vérifications d'hypothèses, c'est là que le jury Centrale PC sanctionne le plus les copies moyennes.

Si tu vises 11.9+/20 (top 10 %)

Il faut aborder les parties techniques de fin de sujet, même partiellement. Une question difficile bien rédigée vaut plusieurs questions classiques bâclées. Travaille la justification des hypothèses (domination, intégrabilité, indépendance) avec rigueur explicite.

Gestion des 4h : alloue 1h sur la partie I (questions de cours et applications), 1h-1h15 sur la partie II (calculs principaux), 1h-1h15 sur les parties suivantes, et garde 15-20 min de relecture. Privilégie la qualité sur la quantité, Centrale PC applique des malus systématiques sur les copies illisibles ou mal organisées.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Soigner la présentation et la rédaction : le jury Centrale PC applique systématiquement un malus sur les copies illisibles, raturées ou avec des abréviations inintelligibles.
  • Vérifier explicitement les hypothèses des théorèmes : convergence dominée, théorème spectral, théorèmes d'intégrales à paramètres : citer le théorème ne dispense jamais de vérifier ses hypothèses.
  • Contrôler l'homogénéité et les ordres de grandeur : c'est gratuit et permet de détecter la majorité des erreurs algébriques avant qu'elles ne se propagent.
  • Lire le sujet en entier avant de commencer : comprendre le fil conducteur permet d'identifier où sont les points faciles et d'éviter de bloquer sur des questions techniques en milieu de sujet.
  • Ne pas négliger les questions ouvertes ou de programmation : souvent >10 % du barème, peu traitées par les candidats, c'est un fort différenciateur pour viser le top 10 %.

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PC

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