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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.

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Session 2024 :

PhysiqueInfoMathsPhysique
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.50/20

Top 25%

12.0

Présents

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

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. »

Chapitres clés à maîtriser

Mécanique du point dans champ central, approche énergétique
Propagation d'ondes (équation de d'Alembert, modes propres)
Électromagnétisme : modèle de l'électron élastiquement lié
Interaction lumière-matière, effet Doppler
Mécanique des solides élastiques (Kirchhoff-Love)

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

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2024

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