Top piège du sujet
Confusion sens de transfert d'énergie ↔ signe algébrique du travail (Phys I Q13)
Comparaison
Comment ce sujet se compare aux autres
Physique Mines-Ponts MP 2024, épreuves complémentaires : Phys I orientée méca/quantique (astrophysique), Phys II thermodynamique pure. Le filtre en Phys I est l'analyse qualitative (énergie, travail, signes) plus que le calcul. En Phys II, la rédaction et la maîtrise du formalisme font la différence. Fort contraste MPSI/MP rappelé.
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Phys I sur les objets astronomiques (commun MP/MPI) : mouvements planétaires (Newton, Kepler, unité astronomique via Mars) puis structure interne des étoiles (énergie gravitationnelle, confinement quantique, naine blanche). Phys II sur la thermodynamique du froid : refroidissement d'un supraconducteur (diffusion + terme source EM, quench) puis gaz réfrigérant via approche statistique (van der Waals, détente Joule-Thomson).
Structure de l'épreuve
- Partie I — Phys I, Mouvements planétaires (Partie I)(Phys I Q1-Q12)Niveau attendu
Loi de Newton, équation du mouvement, période orbitale, unité astronomique via Mars. Lois de Kepler centrales. Confusion entre 2ème et 3ème lois constatée à la Q8. Q9 (programmation Python autour de Kepler) discriminante.
- Partie II — Phys I, Structure interne d'une étoile (Partie II)(Phys I Q13-Q26)Difficile
Énergie potentielle gravitationnelle (II.A), énergie cinétique due à la pression (II.B), confinement quantique (II.C), stabilité d'une naine blanche (II.D). Q13 (analyse qualitative énergie/travail) extrêmement discriminante. Q21 (boîte 1D + Heisenberg) sélective.
- Partie III — Phys II, Refroidissement du supraconducteur (Partie I)(Phys II Q1-Q11)Niveau attendu
Bilan énergétique, équation de diffusion thermique 1D avec terme source EM en régime permanent, conducto-convection avec un thermostat liquide, phénomène de quench. Q5 : ARQS pour justifier la résistance thermique trop souvent omise. Q11 : localisation, Tmax, critère de quench, expression de pmax.
- Partie IV — Phys II, Gaz réfrigérant et Joule-Thomson (Partie II)(Phys II Q12-Q24)Difficile
Approche statistique : énergie interne d'un gaz parfait, limite thermodynamique, modèle de van der Waals via étude des interactions, détente de Joule-Thomson. Q17 : facteur 3/2 puis 5/2 pour gaz diatomique (équipartition). Q24 : nom de la détente souvent inconnu.
Analyse globale du jury
« Phys I, épreuve qui a permis de classer les candidats de façon satisfaisante. Le jury a trouvé surprenant que l'analyse qualitative de l'énergie et du travail soit apparue extrêmement discriminante. Théorème de Gauss en gravitation et mouvement planétaire bien traités, mais confusion entre les trois lois de Kepler parfois présente. La gestion des vecteurs manque cruellement de rigueur. Phys II, le classement est très satisfaisant : copies de très haute qualité côtoyant des copies vides. Trop de copies sont simplement illisibles. La physique statistique a fait appel à des développements mathématiques trop formels, les candidats doivent mettre les maths au service de la physique. Fort contraste programme MPSI/MP rappelé. »
Top pièges sanctionnés
Confusion sens de transfert d'énergie ↔ signe algébrique du travail (Phys I Q13)-2 pts
« Confusion étonnante entre le sens de transfert de l'énergie et le signe algébrique du travail. Il y a une très grande difficulté dans l'analyse qualitative. Le concept de l'énergie de liaison est très mal maîtrisé. »
Confusion entre les trois lois de Kepler (Phys I Q8)-1 pts
« Confusion entre les deuxième et troisième lois de Kepler. »
Théorème de Gauss en gravitation appliqué sans expliciter symétries / invariances-2 pts
« Parmi les réponses utilisant le théorème de Gauss sur la gravitation, il existe une certaine confusion quant au signe et à la constante appropriés. Il y a également un nombre impressionnant de réponses purement qualitatives sans le théorème de Gauss, souvent non conclusives. Les symétries et invariances ne sont souvent pas explicitées. »
ARQS oubliée pour justifier l'usage de la résistance thermique (Phys II Q5)-1 pts
« L'ARQS doit justifier l'usage du concept de résistance thermique. L'emploi de cette approximation ne doit pas être confondu avec l'explication de la notion de résistance. Cette justification est trop souvent omise. »
Copies illisibles, débordements mathématiques sans intérêt physique (Phys II)-2 pts
« Trop de copies sont simplement illisibles. La qualité d'une copie est souvent appuyée sur une concision dans l'argumentation et une complétude de cette dernière. Le candidat doit savoir mettre les mathématiques au service du sujet et non laisser place à des débordements mathématiques sans intérêt. »
AN sans unité = 0, courbe sans légende d'axes = 0, paraphrase = 0-1 pts
« On rappelle qu'une application numérique donnée sans unité vaut 0 (et que le « S.I. » n'est en général pas admis), qu'une courbe dont la légende des axes n'est pas indiquée vaut aussi 0, que paraphraser la question n'a jamais fait office de réponse. »
Chapitres clés à maîtriser
Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.
Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2024 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve en 2024
Les deux épreuves de Physique Mines-Ponts MP 2024 se sont déroulées fin avril 2024. Phys I (3h, coefficient 3) commune aux filières MP et MPI, Phys II (4h, coefficient 4) spécifique à la filière MP. Coefficient cumulé 7 sur Mines-Ponts MP, la physique est l'un des piliers de l'épreuve écrite.
Phys I portait sur les objets astronomiques. Partie I : mouvements planétaires (Newton, lois de Kepler, période orbitale, unité astronomique basée sur Mars). Partie II : structure interne des étoiles, énergie potentielle gravitationnelle (II.A), énergie cinétique due à la pression (II.B), confinement quantique (II.C), stabilité d'une naine blanche (II.D). Le sujet est centré gravitation et mécanique classique, mais teste aussi hydrostatique, mécanique quantique et électrostatique.
Phys II portait sur la thermodynamique du froid en deux approches complémentaires. Partie I (classique) : refroidissement d'un câble supraconducteur, bilan énergétique, équation de diffusion thermique 1D avec terme source électromagnétique en régime permanent, phénomènes conducto-convectifs avec un thermostat liquide, phénomène de quench. Partie II (statistique) : énergie interne d'un gaz parfait via étude statistique, limite thermodynamique, modèle de van der Waals retrouvé via les interactions, et exploitation par la détente de Joule-Thomson pour générer du froid. Le jury qualifie cette édition de copies « de très haute qualité ».
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Stratégie
Notre approche pour ces sujets
Le jury 2024 insiste sur les deux épreuves : « il est important d'aborder durant toute la durée de l'épreuve les différentes parties » sur Phys II, et l'analyse qualitative énergie/travail s'est révélée « extrêmement discriminante » sur Phys I. Stratégie clé : balayer les deux parties en début d'épreuve, identifier où tu es à l'aise, ne pas s'enliser sur une question difficile.
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Sur Phys I, traite Q1-Q12 (Newton, équation du mouvement, Kepler) en justifiant proprement les symétries pour Gauss et en distinguant clairement les 3 lois de Kepler. Sur Phys II, attaque la Partie I (Q1-Q11), beaucoup de questions de cours-démonstrations ont permis à l'ensemble des candidats de rebondir : équation de diffusion 1D, ARQS pour la résistance thermique, schéma propre avec axes et grandeurs.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Sur Phys I, soigne Q13 (analyse qualitative énergie/travail, discriminante !) et Q21 (boîte quantique 1D + Heisenberg). Sur Phys II, va chercher la fin du sujet (Q22-Q24 sur la détente de Joule-Thomson), peu de candidats y arrivent et c'est très récompensé. Maths au service de la physique : pas d'étude inutile de régularité ou de convergence d'intégrales impropres.
Présentation : encadrer un résultat littéral, souligner une application numérique, format scientifique avec unité (jamais une fraction numérique). Une AN sans unité vaut 0, une courbe sans légende d'axes vaut 0, paraphraser la question vaut 0. Mines-Ponts est strict sur ces points.
Conseils du jury
Conseils transversaux
- Soin des copies : encadrement des réponses, propreté de l'écriture, schémas réalisés à la règle. Trop de copies de Phys II « simplement illisibles » selon le jury.
- Vérifier la cohérence : propagation des signes, homogénéité des grandeurs, nature scalaire ou vectorielle, ordre de grandeur cohérent avec le bon sens physique.
- AN au format scientifique avec un nombre de chiffres significatifs convenable et une unité raisonnable (charge en coulomb plutôt qu'en farad·volt !).
- Maths au service de la physique en physique statistique, pas de débordement mathématique. La régularité des fonctions et la convergence des intégrales impropres sont admises en physique.
- Construire les connaissances sur l'ensemble MPSI/MP : Mines-Ponts évalue la formation des deux années. Fort contraste programme première/deuxième année rappelé.
- Tentatives de bluff lourdement sanctionnées : moins nombreuses cette année selon le jury, mais toujours visibles.
Ressources
Téléchargements
Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.
FAQ