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Annale · 2024★★★Niveau moyenSession du 16 avril 2024

Physique X-ENS PSI 2024 XSR, apesanteur et ISS

Sujet Physique X-ENS PSI 2024 (XSR) sur des expériences en apesanteur à bord de l'ISS : goutte chargée, expérience de Chladni, ralentissement d'atomes pour Bose-Einstein. Moyenne 9,497/20, écart-type 3,49. Sujet, top pièges et analyse Hadamard.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2024 :

PhysiqueInformatiqueMathsModelisation

Top piège du sujet

Démonstration de la planéité du mouvement erronée (Q3)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.50

Médiane

9.4

Écart-type

3.49

Q1 (25%)

7.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne stable par rapport à 2023 (9.5 vs 9.49). Écart-type stable (σ=3.49). Difficulté globale comparable à la session précédente.

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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 des expériences pouvant être faites en apesanteur, notamment à bord de l'ISS. Trois parties indépendantes. Partie I : goutte chargée autour d'une aiguille chargée (champ, potentiel, approche énergétique, frottements). Partie II : parallèle TetrISS / expérience de Chladni (plaque vibrante 2D, Kirchhoff-Love). Partie III : ralentissement d'atomes pour Bose-Einstein (électron élastiquement lié, force radiative, effet Doppler).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Goutte chargée autour d'une aiguille (apesanteur)(Q1-Q12)Niveau attendu

    Champ et potentiel créés par l'aiguille, mouvement de la goutte par approche énergétique, frottements. Q3 démonstration de la planéité du mouvement souvent erronée. Q5 copies récitent leur cours sans réfléchir au problème. Q8 choisir la force par argumentation précise.

  2. Partie IIPartie II, TetrISS et plaques vibrantes (Chladni)(Q13-Q25)Difficile

    Modèle de propagation d'ondes sonores dans solides, vibration de plaque selon Kirchhoff-Love. Q15 confusion giga/méga. Q17 signe au sein de l'équation de d'Alembert. Q19 argumentaires faux pour arriver miraculeusement au résultat (sanctionnés).

  3. Partie IIIPartie III, Ralentissement d'atomes (Bose-Einstein, Doppler)(Q26-Q35)Très difficile

    Modèle de l'électron élastiquement lié, interaction lumière-atomes, force radiative. Effet Doppler. Q33 nombreux se cantonnent à ||v∧B|| << ||E||, deuxième partie rarement traitée.

Analyse globale du jury

« Le sujet proposé s'intéressait à différentes expériences pouvant être faites en apesanteur, notamment à bord de l'ISS. Il se scindait en 3 parties complètement indépendantes. Les parties étant complètement indépendantes, il est possible de reprendre le sujet malgré des difficultés dans une partie. Le jury a été encore une fois désagréablement surpris par le manque de rédaction en réponse aux questions proposées. Moyenne 9,497, écart-type 3,49, médiane 9,42, 9,85% de notes au-dessus de 14. »

Top pièges sanctionnés

  • Démonstration de la planéité du mouvement erronée (Q3)-2 pts

    « La démonstration de la planéité du mouvement a souvent été erronée. Si elle n'est pas compliquée, elle demande un enchaînement d'arguments précis. Par exemple, démontrer que le mouvement est plan en le supposant plan initialement n'est pas très rigoureux ! »

  • Variation relative vs absolue (Q12)-1 pts

    « Attention à bien lire l'énoncé : il est demandé une variation relative et non absolue. »

  • Confusion giga/méga (Q15)-1 pts

    « Le jury a noté une confusion fréquente entre giga et méga. »

  • Argumentaire faux pour arriver miraculeusement au résultat (Q19)-3 pts

    « De très nombreuses copies développent un argumentaire faux pour arriver miraculeusement au résultat, ce qui est évidemment sanctionné. »

  • Ne pas répondre exactement à la question posée (Q20)-1 pts

    « La lecture attentive de l'énoncé est importante ! De nombreux candidats ne répondent pas exactement à la question alors qu'ils ont développé le bon raisonnement. »

Source : Rapport du jury X-ENS · Physique PSI, session 2024 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique X-ENS PSI 2024 (XSR) s'est déroulée le mardi 16 avril 2024, durée 4h, coefficient 6 à Polytechnique. Sujet original sur les expériences en apesanteur à bord de l'ISS, en 3 parties complètement indépendantes : goutte chargée, plaques vibrantes (Chladni), ralentissement d'atomes pour Bose-Einstein.

Stats officielles : moyenne 9,497/20, écart-type 3,49, médiane 9,42. 9,85% des candidats au-dessus de 14/20. Distribution gaussienne propre.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Trois parties complètement indépendantes, il est possible de reprendre le sujet malgré des difficultés dans une partie. Choisir la partie qui te parle le plus et la traiter à fond plutôt que survoler les 3.

Gestion des 4h : 20 min lecture + cartographie, 1h15 sur Partie I (Q1-Q12, mécanique en champ central), 1h15 sur Partie II (Q13-Q25, ondes), 50 min sur Partie III (Q26-Q33), 10 min relecture. Q33 (||v∧B|| vs ||E||) et la deuxième partie de la Partie III rarement traitées correctement.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Démontrer la planéité d'un mouvement rigoureusement : pas en supposant le mouvement plan dès le départ.
  • Lire attentivement chaque question : variation relative vs absolue (Q12), réponse exacte vs approchée (Q20).
  • Ne pas développer un argumentaire faux pour arriver au résultat donné : Q19 sanction maximale.
  • Confusion giga/méga interdite : préfixes du système international à connaître.
  • Reprendre le sujet sur une autre partie en cas de blocage : les parties sont indépendantes.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2024

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Préparation X-ENS · Physique PSI

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