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Annale · 2017Session du 29 avril 2017

Physique II Mines-Ponts PC 2017 — sujet, corrigé et rapport jury

Phénomènes solaires — taches solaires, héliosismologie et modèle polytropique. Étude de différents phénomènes solaires : taches solaires (force volumique de Laplace, force de pesanteur, conservation du flux), héliosismologie (ondes stationnaires, fuseaux,……

Mohamed K.

Mohamed K.

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Session 2017 :

Physique IIChimieInfoMaths I
Aperçu rapide

Top piège du sujet : Q5 — conservation du flux pour Bz(z) décroissant

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Étude de différents phénomènes solaires : taches solaires (force volumique de Laplace, force de pesanteur, conservation du flux), héliosismologie (ondes stationnaires, fuseaux, exploitation graphique), puis modèle thermodynamique polytropique de l'étoile. Nouveauté 2017 : calculatrice interdite. Applications numériques nombreuses, importantes pour les conclusions physiques.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I — Taches solaires (Q1-Q8)(Q1-Q8)Niveau attendu

    Q1 surface d'une sphère, AN. Q2 force volumique de Laplace + relation d'Ampère. Q3 force de pesanteur rarement évoquée. Q4 commentaire ≠ restitution de l'AN. Q5 confusion conservation du flux et Bz(z) décroissant. Q6 expression du champ avec contour d'Ampère cohérent ; densité de courant et dI/dr.…

  2. Partie IIPartie II — Héliosismologie (Q9-Q18)(Q9-Q18)Difficile

    Q10 onde stationnaire (pas progressive) ; impédance acoustique délicate ; cos(θ)=0 pour θ=nπ/2 (faux). Q11 n=0 vs n=1, fuseaux. Q12-Q15 lecture attentive de l'énoncé et exploitation rigoureuse du graphe. Q16-Q17 réponses justifiées. Q18 conclusion qualitative.

  3. Partie IIIPartie III — Modèle polytropique de l'étoile (Q19-Q26)(Q19-Q26)Très difficile

    Q19 g(r) avec erreur de signe en statique des fluides. Q21 ρ pas uniforme. Q22 deux conditions aux limites évidentes mais souvent absentes. Q25 équation de neutralité OK mais masse molaire rarement établie. Q26 réactions chimiques évoquées à tort.

Analyse globale du jury

« L'épreuve a permis une sélection satisfaisante dans des champs de compétences variés : connaissance du cours, analyse et exploitation de données, dextérité dans les calculs numériques, rigueur dans l'élaboration et utilisation d'un modèle. La longueur raisonnable a permis à chacun des candidats d'aborder la quasi-totalité des questions. Nouveauté 2017 : calculatrice interdite — beaucoup de candidats incapables de mener à bien les calculs, certains laissent même au correcteur le soin de finaliser. Pas de points pour calculs incomplets ou sans unité. »

Top pièges sanctionnés

  • Q5 — conservation du flux pour Bz(z) décroissant-1 pts

    « La conservation du flux est souvent évoquée à tort, confusion avec un champ magnétique Bz(z) qui serait décroissant suivant z. »

  • Q10 — onde stationnaire vs progressive-2 pts

    « L'expression de la vitesse est souvent fausse, car l'onde est stationnaire et non progressive. L'utilisation de l'impédance acoustique est ici délicate et très souvent source d'erreurs. »

  • Q10 — cos(θ) = 0 pour θ = n π/2-1 pts

    « Curieusement, pour de nombreux candidats, cos(θ)=0 pour θ=n(π/2). »

  • Q21 — ρ uniforme alors qu'elle ne l'est pas-2 pts

    « Des réponses souvent trop simplistes sanctionnées, ρ n'était pas uniforme. »

  • Q26 — réactions chimiques évoquées dans le Soleil-2 pts

    « Des réponses fantaisistes : les réactions chimiques sont très souvent évoquées. »

  • Q4 — commentaire = restitution de l'AN-1 pts

    « Une phrase qui n'est que la restitution avec des mots de l'application numérique ne peut constituer un commentaire valorisé par le correcteur. »

Chapitres clés à maîtriser

Magnétostatique — théorème d'Ampère, force de Laplace
Ondes acoustiques stationnaires (héliosismologie)
Statique des fluides et modèle polytropique
Impédance acoustique
Applications numériques sans calculatrice

Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique PC, session 2017 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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