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Annale · 2025★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2025· 6 424 candidats

Physique II Mines-Ponts MP 2025, sujet, corrigé et rapport jury

Sujet « Mesure et caractérisation du champ de pesanteur » en deux parties indépendantes : champ de pesanteur terrestre en référentiel géocentrique (théorème de Gauss gravitationnel, lois de Newton) et chute des paquets d'ondes en mécanique quantique (Schrödinger par séparation des variables). Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury CCMP.

Mohamed K.

Mohamed K.

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Top piège du sujet

Référentiel géocentrique en rotation dans Copernic (Q3)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

10.50

Médiane

10.5

Écart-type

4.81

Q1 (25%)

7.3

Q3 (75%)

13.7

Candidats présents

6 424

sur 6 815 inscrits · 5.7% d'absents

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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 « Mesure et caractérisation du champ de pesanteur » en deux parties indépendantes. Partie I (assez classique) : champ de pesanteur terrestre en référentiel géocentrique, Gauss gravitationnel, lois de Newton en non galiléen, variations via DL et battements. Partie II (assez originale) : chute des paquets d'ondes, chute libre, Schrödinger par séparation des variables. Plusieurs candidats l'ont traité quasi en totalité.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Champ de pesanteur terrestre (référentiel géocentrique)(Q1-Q11)Niveau attendu

    Q1-Q5 : référentiels (Copernic, géocentrique, terrestre), ordres de grandeur (révolution Lune, jour → ω ≈ 7·10⁻⁵ rad/s). Q4 (Gauss gravitationnel) majoritairement bien traitée. Q5 : longs calculs Kepler quand la culture suffit. Q6 : bilan de forces incomplet.

  2. Partie IIPartie I (suite), Variations du champ et battements(Q7-Q11)Difficile

    Q7-Q8 : signes en géométrie indispensables (g = -|g|·e_r). Q9-Q10-Q11 : essentiellement l'application numérique est valorisée, peu de candidats oublient les unités, mais beaucoup ne maîtrisent pas la notation scientifique (ex. ω = 2π/T donné en lieu et place de ω ≈ 7·10⁻⁵ rad/s).

  3. Partie IIIPartie II, Mécanique quantique (Schrödinger, paquets d'ondes)(Q12-Q23)Très difficile

    Q12-Q18 : relation de De Broglie trop souvent inconnue. Q19-Q21 : chute libre, attention aux signes. Q22 : séparation des variables, classique, bien maîtrisée. Q23 : tout terme en ℏ² est du deuxième ordre ; pas de divergence (argument imaginaire).

Analyse globale du jury

« Le problème était de longueur raisonnable. Plusieurs candidats l'ont traité quasiment en totalité. Il contenait d'assez nombreuses applications numériques à faire sans calculatrice et un bon équilibre entre démonstrations classiques, calculs et compréhension des phénomènes physiques. Certains calculs, notamment les développements limités, ont été une source de difficulté majeure. Certaines démonstrations, essentiellement en fin de chaque partie, exigeaient une fine compréhension du contexte et n'ont rarement été traitées. Le jury déplore qu'il soit surprenant que des réflexes comme celui de définir le système et le référentiel dans l'application de la 2e loi de Newton soient passés à la trappe. Beaucoup d'étudiants confondent mouvement de rotation et mouvement de translation circulaire. »

Top pièges sanctionnés

  • Référentiel géocentrique en rotation dans Copernic (Q3)-1 pts

    « Le référentiel géocentrique n'est pas en rotation dans le référentiel de Copernic mais en translation quasi-circulaire. »

  • Bilan de forces incomplet (Q6)-2 pts

    « On doit se placer dans le référentiel géocentrique pour répondre à cette question, mais beaucoup se placent implicitement dans le référentiel terrestre dès lors qu'ils considèrent le point M comme immobile (et non en rotation uniforme autour des pôles). Par ailleurs il est illogique d'apporter au bilan des forces s'exerçant sur le point M la force de l'astre A sur T. »

  • Notation scientifique non maîtrisée, fractions de π en lieu et place-1 pts

    « Concernant les (nombreuses) applications numériques : peu de candidats oublient les unités, beaucoup ne maîtrisent pas la notation scientifique, qui exige un format décimal et non fractionnaire (ex. question 5 : ω = 2π/T ≈ π/43000 rad·s⁻¹, irrecevable, au lieu de ω ≈ 7·10⁻⁵ rad·s⁻¹ ; la seule exception autorisée par l'usage concerne les angles en radians sous la forme d'une fraction simple de π, c-à-d avec un petit dénominateur). »

  • Relation de De Broglie inconnue (Q12-Q18)-2 pts

    « Q12 à Q18 : La relation de De Broglie est trop souvent inconnue. »

  • Réflexes de mécanique passés à la trappe, système et référentiel-2 pts

    « Enfin, en mécanique, nous avons trouvé surprenant que des réflexes comme celui de définir le système et le référentiel dans l'application de la 2e loi de Newton soient passés à la trappe, ce qui a souvent entraîné des erreurs dans la suite, et que beaucoup d'étudiants confondent mouvement de rotation et mouvement de translation circulaire. »

  • Manque de soin et résultat trouvé « coûte que coûte »-2 pts

    « De même, le fait de retrouver un résultat demandé coûte que coûte (ex. question 6), quitte à écrire n'importe quoi, est une très mauvaise idée : cela instille un doute sur la démarche et la qualité de compréhension du candidat pour le reste de la copie. »

Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2025 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve Physique II 2025

L'épreuve Physique II Mines-Ponts MP 2025 s'est déroulée fin avril 2025, en 4 heures, coefficient 4. Sujet spécifique à la filière MP.

Sujet intitulé « Mesure et caractérisation du champ de pesanteur », décomposé en deux parties totalement indépendantes. La Partie I (assez classique) étudie le champ de pesanteur terrestre en référentiel géocentrique : théorème de Gauss gravitationnel et lois de Newton en référentiel non galiléen, puis variations à travers DL et battements. La Partie II (assez originale) traite la chute des paquets d'ondes dans le champ de pesanteur, chute libre, résolution de Schrödinger par séparation des variables.

Le jury qualifie le sujet de « longueur raisonnable », avec « plusieurs candidats l'ayant traité quasi en totalité ». Le rapport CCMP 2025 ne publie pas la moyenne ni l'écart-type. Le sujet contenait d'assez nombreuses applications numériques sans calculatrice et un bon équilibre démonstrations / calculs / compréhension des phénomènes.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury 2025 insiste sur deux conseils simples : « il ne faut pas se laisser être dévalué à cause du soin » et « approfondir ses connaissances non seulement des formules, mais aussi des définitions, des hypothèses voire du vocabulaire scientifique (ex. les référentiels usuels en astronomie et les relations de passage entre eux) ». Stratégie clé : verrouiller la Partie I par la maîtrise des référentiels et du théorème de Gauss, puis aller chercher Q22-Q23 sur Schrödinger.

Si tu vises la moyenne (top 50%)

Q1-Q5 (référentiels, ordres de grandeur, culture générale) avec ω ≈ 7·10⁻⁵ rad/s en notation scientifique (pas π/43000). Q4 (Gauss gravitationnel) majoritairement bien traitée. Q9-Q10-Q11 sur les applications numériques. Q22 (séparation des variables) démonstration classique bien maîtrisée par la majorité.

Si tu vises 14+ (top 10%)

Q6 (bilan de forces complet : se placer correctement dans le géocentrique, identifier la force de Coriolis = 0 en translation, force d'entraînement issue de A sur T). Q7-Q8 avec rigueur sur les signes en géométrie. Maîtrise les DL en Q9-Q11 et la fin de partie I (battements). Q23 demande une fine compréhension : tout terme contenant ℏ² est du deuxième ordre.

Réflexes mécaniques : définir système et référentiel avant tout PFD, le jury déplore que ces réflexes « soient passés à la trappe ». Distinguer rotation et translation quasi-circulaire (Q3). Pas de « retrouver un résultat coûte que coûte » : le jury repère et sanctionne. Notation scientifique : décimal, pas fractionnaire (sauf petits multiples de π). Schéma propre obligatoire si demandé. Encadrer le résultat littéral, souligner l'application numérique.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Définir système et référentiel avant chaque PFD : le jury déplore que ce réflexe soit « passé à la trappe » et que beaucoup confondent rotation et translation quasi-circulaire.
  • Bilan de forces exhaustif : forces à distance, forces de contact, forces d'inertie. Sur Q6 : Coriolis nulle (translation), entraînement = gravitation de A sur T par 2e loi de Newton.
  • Notation scientifique en application numérique : format décimal, pas fractionnaire. ω ≈ 7·10⁻⁵ rad/s, pas π/43000. Et toujours l'unité.
  • Connaître la relation de De Broglie : trop souvent inconnue sur Q12-Q18, c'est une définition de cours élémentaire en MP.
  • Aérer la copie, encadrer les résultats : pas de bluff (« ne pas retrouver un résultat coûte que coûte ») ni de réponse type « parce que ». Une phrase complète, pas une suite de formules.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2025

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