CNC Physique TSI Réponse

Énoncés des épreuves écrites de Physique TSI posées depuis 2000 au Concours National Commun

Sessions
2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007
2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000
Programmes Physique : TSI1 | TSI2

2016

Physique I

Quelques bilans énergétiques ayant une influence sur les paramètres climatiques du sol terrestre

  • I. 1ère partie : Énergie transmise par rayonnement du soleil vers la terre
    • I.1. Propagation du rayonnement solaire
    • I.2. Production de l’énergie du soleil
    • I.3. Influence du rayonnement solaire sur la température du sol terrestre
    • I.4. Utilisation des satellites en météorologie
  • II. 2ème partie : Atmosphère de la Terre
    • II.1. Quelques ordres de grandeur
    • II.2. Modèle d’atmosphère terrestre
    • II.3. Étude d’un ballon sonde
    • II.4. Un dispositif de mesure de l’humidité de l’air
Physique II
Énoncé | Corrigé []

Étude des aspects relatifs aux transferts d’ informations

  • I. 1ère Partie : Transmission et réception de signaux analogiques
  • II. 2ème Partie : Transferts d’informations sous forme numérique

2015

Physique I
Énoncé | Corrigé []

Quelques aspects sur l’utilisation de véhicules automobiles

  1. Contrôle de la suspension et des roues d’une voiture
    • 1.1. Suspension d’une voiture
    • 1.2. Équilibrage statique d’une roue
    • 1.3. Équilibrage statique et dynamique
    • 1.4. Gonflage des pneus d’une voiture
  2. Étude du mouvement d’une voiture
    • 2.1. Préliminaire
    • 2.2. On s’intéresse maintenant au mouvement de la voiture
  3. Quelques situations à risques
    • 3.1. Mouvement dans un virage
    • 3.2. Étude d’un accident entre deux véhicules
  4. Utilisation de radars pour mesurer des vitesses
    • 4.1. Mesure de la vitesse d’un véhicule par un radar
    • 4.2. Principe de détection par le radar
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Étude d’un capteur capacitif

  1. Champ électrostatique d’un système de deux plans conducteurs
  2. Condensateur plan
  3. Charge lente du condensateur plan
  4. Condensateur en régime sinusoïdal forcé
  5. Application : Capteur capacitif
  6. Mesure du niveau d’un liquide dans un réservoir

2014

Physique I
Énoncé | Corrigé []

Problème I – Étude d’un pendule de torsion

  1. Détermination de la constante de raideur d’un fil de torsion
  2. Application : mesure de la constante de gravitation

Problème II – Thermodynamique

  1. Généralités
  2. Étude d’une centrale thermique motrice
  3. Augmentation du rendement
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Spectromètre à fibre optique

  1. Miroir sphérique
  2. Réflexion totale
  3. Fibre optique
  4. Étude d’un réseau par réflexion
  5. Capteur CCD
    • Principe d’un capteur CCD
    • Caractéristiques de la barrette CCD
  6. Spectre du blanc d’ordre supérieur

2013

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Problème I – Étude d’un pendule

Problème II – Spectrogoniomètre à réseau

  1. Goniomètre
  2. Réseau par transmission éclairé par un faisceau parallèle
    • Relation fondamentale
    • Minimum de déviation
    • Mesure du pas du réseau et d’une longueur d’onde
    • Recouvrement des ordres
    • Pouvoir dispersif
    • Cas d’une source bichromatique
    • Application : spectre d’une source inconnue
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Four à induction

  1. Champ magnétique créé par une spire en un point de son axe
  2. Champ magnétique d’une bobine cylindrique de longueur finie
  3. Champ magnétique d’une bobine cylindrique de longueur infinie
  4. Champ magnétique d’une bobine infinie parcourue par un courant variable
  5. Application : four à induction
  6. Détermination expérimentale de l’inductance et de la résistance de la bobine d’un four à induction
  7. Étude de l’alimentation du four à induction

2012

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Étude de quelques circuits de l’électronique analogique

  1. 1ère Partie. Étude de filtres passifs
    • 1.1. Modélisation linéaire d’un circuit
    • 1.2. Utilisation de générateur et d’oscilloscope
    • 1.3. Étude d’un filtre du second ordre : filtre de Wien
  2. 2ème Partie. Étude d’un montage à base d’amplificateur opérationnel
    • 2.1. Modèle d’amplificateur opérationnel idéal
    • 2.2. Limites au fonctionnement de l’AO idéal
    • 2.3. Influence de quelques défauts de l’amplificateur opérationnel réel
  3. 3ème Partie. Étude d’un montage oscillateur
    • 3.1. Étude du démarrage des oscillations
    • 3.2. Montage avec contrôle automatique de gain
      • 3.2.1. Étude du détecteur de crête
      • 3.2.2. Étude de la tension vd(t)
      • 3.2.4. Contrôle automatique du gain
      • 3.2.5. Application numérique
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Premier problème. Champ magnétique et induction

  1. 1ère Partie. Magnétostatique dans le vide
    • 1.1. Équations de Maxwell
    • 1.2. Loi de Biot et Savart et symétries
    • 1.3. Flux du champ magnétique
    • 1.4. Circulation du champ magnétique
    • 1.5. Champ et potentiel créés par un dipôle magnétique
  2. 2ème Partie. Étude de la chute d’un aimant dans un cylindre métallique
    • 2.1. Courant induit dans le conducteur
    • 2.2. Force exercée par le conducteur sur l’aimant
    • 2.3. Étude du mouvement de chute de l’aimant dans le conducteur métallique

Deuxième problème. Thermodynamique : Étude d’un moteur thermique

  1. 1ère Partie. Généralités sur les moteurs thermiques
  2. 2ème Partie. Étude d’un moteur à combustion interne à allumage commandé
    • 2.1. Étude du cycle réversible du moteur à explosion
    • 2.2. Calcul des températures du cycle réel ABCD
    • 2.3. Effets des frottements sur le piston du cylindre
    • 2.4. Détermination de la puissance mécanique utile
    • 2.5. Effets de la vitesse de rotation du moteur N

2011

Physique I
Énoncé | Corrigé []
1er Problème. Thermodynamique

  1. 1ère partie : étude d’une cogénération
    • 1.1. Généralités sur les moteurs thermiques
    • 1.2. Second principe de la thermodynamique
    • 1.3. Étude du moteur thermique
    • 1.4. Étude des échangeurs thermiques

2ème problème. Électromagnétisme

  1. Dipôle électrostatique
  2. Dipôle électrique oscillant
  3. Application : réflexion d’une onde électromagnétique sur un conducteur parfait
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Interférences lumineuses : interféromètre de Michelson

  1. Optique géométrique
  2. Lampe à vapeur de mercure
  3. Optique ondulatoire : interféromètre de Michelson
    • 3.1. Questions préliminaires
    • 3.2. Description de l’interféromètre de Michelson réel
    • 3.3. L’interféromètre de Michelson éclairé par une source étendue
      • 3.3.3. Franges d’égale inclinaison
      • 3.3.4. Franges d’égale épaisseur
    • 3.4. Application : mise en évidence d’un défaut d’épaisseur
  4. Histoire : l’expérience de Michelson-Morley

2010

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Conversion de l’énergie solaire en électricité

  1. 1ère partie. Unité de production électrique solaire “ dish-stirling ”
    • 1.1. Miroir parabolique et absorbeur
    • 1.2. Le moteur Stirling
  2. 2ème partie. Transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique
    • 2.1. Principe de la conversion électromécanique
    • 2.2. Adaptation d’impédance
  3. 3ème partie. Production d’énergie électrique par l’effet photovoltaïque
Physique II
Les conducteurs électriques

  1. 1ère partie. Conduction électrique dans un milieu matériel
    • 1.1. Conductivité électrique d’un milieu matériel
    • Étude d’un milieu conducteur
  2. 2ème partie. Propagation d’ondes électromagnétiques dans les conducteurs ohmiques
    • 2.1. Relation de dispersion dans un conducteur ohmique
    • 2.2. Propagation dans un mauvais conducteur
    • 2.3. Propagation dans les bons conducteurs : l’effet de peau
    • 2.4. Réflexion d’une onde électromagnétique par un conducteur réel
  3. 3ème partie. Propagation d’ondes électromagnétiques dans un plasma
    • 3.1. Dynamique d’un plasma libre
    • 3.2. Propagation d’ondes dans un plasma
    • 3.3. Propagation d’un battement entre deux ondes dans un plasma

 

2009

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Problème I – Optique

  1. 1ère partie. Lunette astronomique
    • 1.1. Questions de cours
    • 1.2. Lunette astronomique
  2. 2ème partie. Interférences par les trous d’Young

Problème II – Principe d’un teslamètre

  1. 1ère partie. Effet Hall classique
  2. 2ème partie. Principe d’un teslamètre
    • 2.1. L’amplificateur opérationnel
    • 2.2. Étude du circuit (C1)
    • 2.3. Étude du circuit (C2)
    • 2.4. Étude du circuit (C3)
    • 2.5. Étude du circuit (C4)
    • 2.6. Étude du circuit de la chaîne de mesure
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Premier problème. Durée des saisons

  1. 1ère partie. Propriétés générales du mouvement
    • 1.1. Référentiel galiléen
    • 1.2. Force et énergie mécanique
    • 1.3. Moment cinétique
  2. 2ème partie. Étude de la trajectoire
  3. 3ème partie. Période temporelle du mouvement

Deuxième problème. Étude de l’équilibre de l’atmosphère dans le champ de pesanteur

  1. 1ère partie. Pression dans un fluide au repos dans le champ de pesanteur
  2. 2ème partie. Modèle de l’atmosphère isotherme
  3. 3ème partie. Modèle de l’atmosphère polytropique

2008

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Premier problème. Thermodynamique : étude d’un turboréacteur

  1. 1ère partie. Compresseur à piston
  2. 2ème partie. Rendement mécanique d’un compresseur
  3. 3ème partie. Étude du turboréacteur

Deuxième problème. Optique : interférences à deux ondes

  1. 1ère partie. Construction d’images
  2. 2ème partie. Figure d’interférence
Physique II
Énoncé | Corrigé []
  1. 1ère partie. Conducteurs en équilibre électrostatique
    • 1.1. Relations générales
      • 1.1.1. Théorème de Gauss
      • 1.1.2. Conducteur cylindrique chargé
      • 1.1.3. Quadrupôle cylindrique
      • 1.1.4. Condensateur cylindrique – Généralités
    • 1.2. Condensateur cylindrique en ARQS – Applications
      • 1.2.1. Généralités
      • 1.2.2. Capacité d’un câble coaxial
    • 1.3. Principe d’un capteur de force capacitif
      • 1.3.1. Généralités
      • 1.3.2. Détection de force par déplacement
  2. 2ème partie. Oscillateur commandée en tension (OCT)
    • 2.1. Fonctionnement de l’amplificateur opérationnel AO1
    • 2.2. Fonctionnement de l’amplificateur opérationnel AO2
    • 2.3. Rôle de la diode D
    • 2.4. Signaux délivrés par l’OCT
    • 2.5. Proposer une application possible de l’OCT.

2007

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Conduction électrique sous champ magnétique

  1. 1ère partie. Sonde à effet Hall
  2. 2ème partie. Loi d’Ohm anisotrope
  3. 3ème partie. Effet Corbino
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Fibres optiques

  1. 1ère partie. Étude géométrique d’une fibre optique à saut d’indice
  2. 2ème partie. Modes d’une fibre optique
  3. 3ème partie. Gyromètre optique (MP et TSI)
    • 3.1. Effet Sagnac
    • 3.2. Gyromètre à fibre optique
      • 3.2.1. Principe
      • 3.2.2. Sensibilité aux effets extérieurs

2006

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Premier problème. Thermodynamique

  1. 1ère partie. Étude d’un réservoir à gaz
  2. 2ème partie. Étude d’un moteur à piston
  3. 3ème partie. Étude d’un moteur à turbine
  4. 4ème partie. Étude d’un moteur à réaction

Deuxième problème. Mécanique

  1. 1ère partie. Mise en équation
  2. 2ème partie. Étude des petites oscillations de la barre
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Indice de réfraction de l’air

  1. 1ère partie. Réfraction atmosphérique
  2. 2ème partie. Interférences à deux ondes
  3. 3ème partie. Mesure de l’indice de réfraction de l’air
    • 3.1. Étude de la figure d’interférence
    • 3.2. Indice de réfraction de l’air
  4. 4ème partie. Modèle de variation d’indice

2005

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Champ magnétique et propriétés de la matière

  1. 1ère partie. Faisceau électronique
    • 1.1. Nature de la trajectoire et application
    • 1.2. Stabilité de la trajectoire électronique
  2. 2ème partie. Effet Zeeman
    • 2.1. Théorème de Larmor
    • 2.2. Oscillateur harmonique spatial
    • 2.3. Changements de fréquence dus à la rotation de Larmor
    • 2.4. Conséquence sur les raies d’émission de l’atome
Physique II
Énoncé | Corrigé []
  • 1ère partie. Étude d’un système de mesure de la température d’un liquide
    • 1.1. Montage amplificateur non inverseur
      • Étude élémentaire
      • Prise en compte de la tension de mode commun
    • 1.2. Utilisation d’un amplificateur différentiel

2004

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Microscopie

  1. 1ère partie. Œil
    • 1.1. Champ latéral et champ en profondeur
    • 1.2. Défaut de l’œil et correction
      • 1.2.1. Myopie
      • 1.2.2. Hypermétropie
      • 1.2.3. Presbytie
    • 1.3. Limite de résolution angulaire de l’œil
  2. 2ème partie. Microscope composé
    • 2.1. Mise au point
    • 2.2. Cercle oculaire
    • 2.3. Grossissement
    • 2.4. Œil et pouvoir de résolution du microscope
  3. 3ème partie. Microscope électronique
    • 3.1. Principe
    • 3.2. Lentille électrostatique
      • Champ électrostatique dans la lentille
      • Mouvement de l’électron dans la lentille
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Sondage atmosphérique

  • 1ère partie. Thermodynamique de l’atmosphère
    • 1.1. Étude de l’atmosphère
      • 1.1.1. Équilibre hydrostatique
      • 1.1.2. Application : modèle de l’atmosphère isotherme
      • 1.1.3. Poussée d’Archimède
    • 1.2. Sondage de l’atmosphère
    • 1.3. Stabilité de l’atmosphère
  • 2ème partie. Mouvement d’un ballon-sonde
    • 2.1. Grandeurs cinématiques
    • 2.2. Bilan des forces
    • 2.3. Équations dynamiques du mouvement
    • 2.4. Régime établi
    • 2.5. Perturbation verticale du régime établi
    • 2.6. Perturbation horizontale du régime établi

2003

Physique I
Énoncé | Corrigé []
  1. 1ère partie. Étude d’un système mécanique
    • 1.1. Positions d’équilibre
    • 1.2. Nature du mouvement
    • 1.3. Équation du mouvement
  2. 2ème partie. Étude d’un microphone électrostatique
  3. 3ème partie. Étude d’un haut parleur électrodynamique
    • 3.1. Équation mécanique
    • 3.2. Équation électrique
    • 3.3. Bilan énergétique
    • 3.4. Modèle électrique équivalent
  4. 4ème partie. Mesure d’une vitesse de translation par effet Doppler
Physique II
Énoncé | Corrigé []
  • 1ère partie. Montage optique de relevé d’un profil de température
  • 2ème partie. Étude d’une machine thermique
    • 2.1. Rappel de quelques résultats généraux
      • 2.1.1. Machine ditherme
      • 2.1.2. Diagramme de Raveau
      • 2.1.3. Fluide en écoulement permanent dans une installation thermique
      • 2.1.4. Changement de phase d’un corps pur
    • 2.2. Cycle de Carnot
    • 2.3. Cycle de Rankine

2002

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Satellites artificiels

  1. 1ère partie. Étude générale
  2. 2ème partie. Satellites circulaires
    • 2.1. Satellites en orbite basse
    • 2.2. Satellites géostationnaires
    • 2.3. Transfert d’orbite
  3. 3ème partie. Influence de l’atmosphère terrestre
    • 3.1. Modèle de force de frottement
    • 3.2. Freinage du satellite
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Quelques aspects de la Physique des plasmas

  1. 1ère partie. Réponse d’un plasma à un champ électromagnétique
    • 1.1. Préliminaires
    • 1.2. Pulsation plasma
    • 1.3. Conductivité électrique
  2. 2ème partie. Autoconfinement d’une colonne de plasma
  3. 3ème partie. Effet d’écran dans un plasma
    • 3.1. Loi de Boltzmann
    • 3.2. Longueur de Debye
  4. 4ème partie. Propagation d’une onde électromagnétique dans un plasma
    • 4.1. Relations générales
    • 4.2. Conditions de propagation
    • 4.3. Onde longitudinale
  5. 5ème partie. Effets collectifs dans un plasma – Plasmons
    • 5.1. Préliminaire
    • 5.2. Oscillations longitudinales d’une colonne de plasma
    • 5.3. Plasmon

2001

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Physique II
Énoncé | Corrigé []
Quelques mesures physiques en océanographie

  1. 1ère partie. Étude de la compressibilité et de la conductivité de l’eau océanique
    • 1.1. Étude de la compressibilité de l’eau océanique
    • 1.2. Étude de la conductivité de l’eau océanique
  2. 2ème partie. Mesure des variations du niveau des océans
    • 2.1. Modélisation mécanique d’une lame de quartz
      • 2.1.1. Aspect énergétique
      • 2.1.2. Mesure des caractéristiques mécaniques de la lame de quartz
    • 2.2. Modélisation électrique de la lame de quartz
    • 2.3. Oscillateur à quartz
    • 2.4. Mesure de variations de niveau

2000

Physique I
Énoncé | Corrigé []
Premier problème. Étude de quelques aspects mécaniques d’une roue de voiture

  1. 1ère partie. Équilibrage d’une roue de voiture
    • 1.1. Étude cinétique
    • 1.2. Étude dynamique
    • 1.3. Applications
  2. 2ème partie. Modélisation d’une suspension d’automobile
    • 2.1. Équation différentielle
    • 2.2. Réponse indicielle
    • 2.3. Réponse harmonique

Deuxième problème. Étude thermodynamique d’un moteur de voiture

  1. 1ère partie. Étude qualitative du cycle
  2. 2ème partie. Étude quantitative du cycle
  3. 3ème partie. Rendement d’un cycle moteur
    • 3.1. Définition
    • 3.2. Rendement du cycle théorique
    • 3.3. Cycle de Carnot
  4. 4ème partie. Prise en compte des frottements internes
Physique II
Énoncé | Corrigé []

Étude d’un guide d’ondes électromagnétiques

  1. 1ère partie. Modèle de conducteur métallique – Conducteur parfait
    • 1.1. Effet de peau
    • 1.2. Modèle de conducteur parfait
  2. 2ème partie. Structure de l’onde électromagnétique à l’intérieur d’un guide d’ondes rectangulaire
    • 2.1. Onde transverse électrique TE
    • 2.2. Onde transverse magnétique TM
    • 2.3. Sélection des modes de propagation par le guide d’ondes
  3. 3ème partie. Guide d’ondes monomode TE10
    • 3.1. Sélection du mode de travail
    • 3.2. Mesure de la fréquence
    • 3.3. Couplage du guide d’ondes à une charge
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