Colles du 28/04 en Physique-Chimie
Publication le 25/04 à 17h30
M5 - Mouvement dans un champ de forces centrales et conservatives
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Force centrale, définition.
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Force newtonienne, énergie potentielle associée : connaître les formules et savoir les démontrer
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Lois empiriques de Kepler, généralisation aux satellites terrestres ou autre
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Lois de conservation :
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Force centrale -> Conservation du moment cinétique. Conséquences : mouvement plan dans le plan orthogonal au moment cinétique et passant par O, constante des aires et loi des aires
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Force conservative -> Conservation de Em
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Energie potentielle effective, savoir retrouver qualitativement les différentes trajectoires en fonction de la valeur de Em. (état lié : mouvement circulaire ou elliptique, état de diffusion : mouvement parabolique ou hyperbolique)
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Cas particulier du mouvement circulaire: savoir
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Justifier que dans ce cas si le mouvement est circulaire alors il est alors uniforme,
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établir l'expression de la vitesse de satellisation,
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retrouver la troisième loi de Kepler,
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démontrer le lien entre Ec, Ep et Em, expression de Em à connaître
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Satellite géostationnaire : savoir expliquer ses caractéristiques (T, v, R), différence jour sidéral et jour solaire
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Par analogie avec le mouvement circulaire, connaître l'expression de la troisième loi de Kepler et de l'énergie mécanique pour une trajectoire elliptique.
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Vitesse cosmiques : savoir les définir, les établir et connaître leur ODG pour la Terre.
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Savoir expliquer l'intérêt de lancer les satellites proche de l'équateur
Note aux examinateurs : en cours et TD la trajectoire elliptique a été travaillée, mais le programme de MP2I n'évoque que le cas circulaire. On restera donc principalement sur des questions sur la trajectoire circulaire, et on pourra complexifier si l'étudiant est à l'aise.
E5 - 2nd principe de la thermodynamique
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Insuffisance du premier principe
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Enoncé du 2nd principe
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Signification de l'entropie (il suffit de savoir qu'il s'agit d'une grandeur liée à la notion de désordre microscopique ou au manque d'information sur le système)
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Expression de la variation d'entropie pour un gaz parfait : les formules ne sont pas exigibles mais l'étudiant doit savoir passer de la formule en fonction de (P, V) à celle en fonction de (P, T) par exemple. Relations de Laplace pour une évolution adiabatique et quasi-statique. Comparaison des pentes d'une isotherme et d'une adiabatique pour un GP.
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Expression de la variation d'entropie pour une phase condensée incompressible.
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Savoir réaliser un bilan d'entropie. Exemples traités en classe : détente de Joule Gay Lussac, refroidissement d'un caillou lancé dans un lac (thermostat et pressostat), compression quasi-statique d'un gaz parfait dans une enceinte aux parois diathermanes et au contact d'un thermostat, même chose pour une compression brusque.
E4 Chapitre 1 - Equilibre du corps pur diphasé
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Connaître le vocabulaire associé aux différents changements d'état
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Diagramme PT, point triple et point critique, pression de vapeur saturante et de vapeur sèche. Connaître la particularité du diagramme PT de l'eau (pente de la courbe de fusion négative).
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Variables d'état nécessaires à la description d'un mélange diphasé, introduction du titre massique ou molaire.
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Isotherme d'Andrews, courbe de rosée et d'ébullition, point critique. Diagramme de Clapeyron : superposition des isothermes d'Andrews.
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Théorème des moments (à savoir démontrer et utiliser).
Les variations d'enthalpie ou d'entropie lors d'un changement d'état ne sont pas encore au programme.