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12/10/2020

Programme de colle S5 : lundi 12 - vend 16 oct

Mécaflu chap.1 : Cinématique des fluides (Cours uniquement)

- tester étudiants sur explication des deux points de vue Lagrangien et Eulérien, mais pas au programme d'expliciter les liens mathématiques entre les deux points de vue (je l'ai fait, mais ne pas insister)
- tester étudiants sur expression opérateur (v.grad) en cartésien
- tester étudiants sur compréhension de la définition de la dérivée particulaire (i.e. sur sa signification physique) : on pense lagrangien mais on écrit en eulérien
- demander à un étudiant de démontrer expression de dérivée particulaire à partir de la définition (on peut donner la définition si l'étudiant ne s'en rappelle pas, pas essentiel)
- interprétation des deux termes de la dérivée particulaire (nom des termes et analogie)
- Propriétés écoulement stationnaire à tester : intégral et local (pas forcément démo)
- idem pour écoulement incompressible + les deux réalisations concrètes de ce type d'écoulement
- bien tester la connaissance du Théorème de Stokes (circulation-rotationel), ainsi que la définition de ce qu'est une circulation. Nous avons investi du temps sur ces notions
- ne pas être trop ambitieux sur l'interprétation physique de div(v) et rot(v) à l'échelle de la particule de fluide (ça tombe vraiment peu aux concours). Cette interprétation a été établie sur des cas particuliers simples.

Diffusion thermique (Cours et exos)

- ne pas hésiter à travailler en coordonnées cylindriques et sphériques, nous avons investi du temps sur ces situations

Opérateurs analyse vectoriel (Cours)

- Vérifier que grad, div, rot, laplacien, (v.grad) sont connus en cartésien

08:43 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

02/10/2020

Programme de colle S4 : lundi 05 - vend 09 oct

Diffusion thermique (Cours et exos)

- un étudiant doit tomber sur démo équation chaleur dans cas unidim unidir cartésien
- un autre doit faire un bilan en présence d'effet Joule pour trouver la loi conservation en présence terme source dans cas unidim unidir cartésien (expression Relec connue par analogie avec Rthermique)
- un autre doit démontrer la loi d'ohm thermique dans cas unidir unidim cartésien, en repartant de équation chaleur, et au passage démontrer l'expression Rth = L/S*lambda
- ne pas hésiter à travailler en coordonnées cylindriques (sphériques sera fait mardi)
- séance de TD mardi, mais exos possibles en guidant bien

Diffusion particulaire (Cours et exos)

chap intro : débit et loi de conservation (Cours uniquement)

- concepts introduits sur le transport de masse
- définition débit et vecteur débit surfacique (avec schéma)
- attention, je définis j à partir du débit, et je démontre la relation avec v (pas l'inverse)
- distinction eulérien / lagrangien pas encore vue
- équation intégrale et locale de conservation de la masse : savoir démontrer la locale à partir de l'application de l'intégrale à une tranche élémentaire en géom unidir et unidim
- Th flux-divergence à connaître, avec dessin à l'appui (équ locale à démontrer plutôt avec méthode ci-dessus)
- NB : je n'ai pas encore démontré l'équation intégrale de conservation de la masse pour un système ouvert à partir d'un système fermé (je l'ai introduit de manière intuitive) : sera vue plus tard dans chapitre "bilans macros"

Opérateurs analyse vectoriel (Cours)

- Vérifier que grad, div, laplacien sont connus en cartésien

22:56 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

25/09/2020

Programme de colle S3 : lundi 28 - vend 02 oct

Diffusion particulaire (Cours et exos)

- TD sera fait mardi, mais exos possibles en guidant bien
- tester : distinction diffusion/convection; cause et csq de la diffusion; exemples concrets; déf densité volumique de particules, flux, flux surfacique (unités, pour vérifier que ces nouvelles grandeurs sont comprises physiquement)
- établissement équation locale de conservation dans cas unidirectionnel + unidimensionnel cartésien : à demander à au moins un étudiant
- Loi Fick + interprétation physique. Unité D, et hierrachie diffusion dans gaz, liquide, solide
- établissement (et par coeur) équation de diffusion (irréversibilité car d/dt)
- Etablir relation entre distance et durée caractéristique de diffusion (raisonnement par analyse dim/odg à partir équation diffusion) + interprétation physique

 chap intro : débit et loi de conservation (Cours uniquement)

- concepts introduits sur le transport de masse
- définition débit et vecteur débit surfacique (avec schéma)
- attention, je définis j à partir du débit, et je démontre la relation avec v (pas l'inverse)
- distinction eulérien / lagrangien pas encore vue
- équation intégrale et locale de conservation de la masse : savoir démontrer la locale à partir de l'application de l'intégrale à une tranche élémentaire en géom unidir et unidim
- Th flux-divergence à connaître, avec dessin à l'appui (équ locale à démontrer plutôt avec méthode ci-dessus)
- NB : je n'ai pas encore démontré l'équation intégrale de conservation de la masse pour un système ouvert à partir d'un système fermé (je l'ai introduit de manière intuitive) : sera vue plus tard dans chapitre "bilans macros"

Opérateurs analyse vectoriel (Cours)

- Vérifier que grad, div, laplacien sont connus en cartésien

Mecaflu : révisions statique des fluides  (Cours et exos)

- Archimède : origine physique et théorème
- les deux exemples statique en non galiléen : demander à deux étudiants de traiter chacun un cas
- interprétation physique du gradient (grâce à la relation df et grad(f))
- autres notions math en début de poly (avec les interprétations physiques)

19:13 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

18/09/2020

Programme de colle S2 : lundi 21 - vend 25 septembre

Mecaflu : révisions statique des fluides  (Cours uniquement)

- énoncé RFS en vectoriel, avec gradient
- démo RFS (cas 1D) : demander à un étudiant cette démo
- démo P(z) cas liquide et atmo isoT
- Archimède : origine physique et théorème
- les deux exemples traités en non galiléen : demander à deux étudiants de traiter chacun un cas
- interprétation physique du gradient (grâce à la relation df et grad(f)) : demander à un étudiant
- autres notions math en début de poly (avec les interprétations physiques)

Meca point et solide : chap.1, 2 et 3 (Cours et exos) + annexe syst coordonnées

- le programme de PC est copié à la fin des polys de cours
- ne pas hésiter à poser en colle des exos traités en cours et en TD
- éviter les exos trop calculatoires sur Coriolis (pas dans l'esprit de la filière)
- vitesse et accélération d'entraînement : avec point coïncident conformément au programme (je demande aux étudiants de connaître la force centrifuge par coeur quand même)
- compte-tenu du programme, éviter les 'vieux' exos de méca du solide de PC, rester proche de la situation étudiée en cours (véhicule à roue)
- attention : Th Koenig ne sont pas au programme, ni le réf barycentrique
- marées (en analyse de doc), pas encore traitées
- vérifier que étudiants maîtrisent les systèmes de coordonnées : dessin, distinction composante/coordonnée, expression déplacement élémentaire, surface élémentaire et volume élémentaire

Révisions de méca PCSI (exos, pas la priorité)

- essentiellement pour traiter les exos de 2e année (méca point et solide)
- Epeff des CFCC pas revue
- qq notions de cours sur notations différentielles et opérateurs d'analyse vectorielle en début de ce chap de révision (interprétation phys de div() et rot() pas encore vue, mais grad() oui)

23:25 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

12/09/2020

Programme de colle S1 : lundi 14 - vend 18 septembre

Meca point et solide : chap.1 (Cours et exos) + chap. 2 et 3 (Cours uniquement) + annexe syst coordonnées

- le programme de PC est copié à la fin des polys de cours
- ne pas hésiter à poser en colle des exos traités en cours et en TD
- vitesse et accélération d'entraînement : avec point coïncident conformément au programme (je demande aux étudiants de connaître la force centrifuge et la force de Coriolis par coeur quand même)
- attention : Th Koenig ne sont pas au programme, ni le réf barycentrique
- marées (en analyse de doc), pas encore traitées
- vérifier que étudiants maîtrisent les systèmes de coordonnées : dessin, distinction composante/coordonnée, expression déplacement élémentaire, surface élémentaire et volume élémentaire

Révisions de méca PCSI

- toute la sup, SAUF particules chargées (forceLorentz) et notion d'énergie potentielle effective

15:48 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

01/07/2020

VACANCES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21/02/2020

Programme de colle S20 : lundi 09 - vend 13 mars

Ondes chap.3 : OEM dans le vide (Cours)

Demander à au moins un étudiant :
- démo structure OEM dans vide (trièdre, rapport des normes et relation dispersion)
- aspects énergétiques OPPH pour aboutir à relation Poynting et uem : interprétation physique + relier une valeur numérique de puissance surfacique à l'amplitude du champ E (lien avec débit de photons par encore traité, mais peut-être demandé avec énoncé qui guide)
- NB : pour les calculs, j'ai pris une OEM polarisée rectilignement pour simplifier les calculs, conformément à ce qu'on trouve dans les épreuves de concours en général
- la polarisation n'a pas encore été traitée, hors programme de colle

Ondes chap.2 : ondes sonores dans fluides (Cours et exos)
- les exos ne seront traités que mardi, mais exos possibles en guidant bien
- demander à un étudiants doit tomber sur démo d'Alembert 1D, après avoir linéarisé les 3 équations. Doit pouvoir être fait sans énoncé
- NB1 : pour linéariser la déf du coeff de compressibilité (déf à partir de V ou rho, peu importe), je demande aux étudiants de faire Taylor-Young sur rho(P) (S est constante) autour de la situation d'équilibre (P0,S0). De nombreuses versions (livres, cours) me semblent physiquement et mathématiquement très contestables sur ce calcul
- NB2 : la démo "en lagrangien", à partir du mouvement d'une particule de fluide, sera traité en exo mardi
- Ecriture cpx OPPH
- notion impédance vue uniquement pour OPPH en cpx (pas pour OPP seules)
- Tuyaux sonores pas vraiment au programme, mais tombent régulièrement.. donc au programme

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos)

 

Attention, rien n'a encore été fait sur réflexion-transmission

15:41 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

14/02/2020

Programme de colle S19 : lundi 17 - vend 21 fév

Ondes chap.2 : ondes sonores dans fluides (Cours)

- demander à un étudiant la démo d'Alembert 1D, après avoir linéarisé les 3 équations. Doit pouvoir être fait sans énoncé
- NB1 : pour linéariser la déf du coeff de compressibilité (déf à partir de V ou rho, peu importe), je demande aux étudiants de faire Taylor-Young sur rho(P) (S est constante) autour de la situation d'équilibre (P0). De nombreuses versions (livres, cours) me semblent physiquement et mathématiquement très contestables sur ce calcul
- NB2 : la démo "en lagrangien", à partir du mouvement d'une particule de fluide, sera traité en exo et DM
- L'équation d'onde pour le champ des vitesses dans le cas général 3D est hors programme
- demander à un étudiant de déterminer l'expression de la célérité pour un GParfait

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos)

- demander à un étudiant démo ondes sonores dans solide (modèle continu tout de suite, pas de passage micro->macro et d'approximation continue "en cours de route")
- d'Alembert par coeur (1D seulement pour l'instant, pas laplacien), expression célérité par coeur
- savoir que phénomène décrit est forcément réversible
- savoir que célérité ondes varie comme raideur/inertie
- demander à un étudiant de retrouver ordre de grandeur du module d'Young à partir du modèle microscopique des chaînes d'atomes liés par des ressorts, l'ordre de grandeur des interactions atomiques étant connu
- Corde libre et fixées à ses deux extrémités : savoir retrouver les modes par une méthode graphique, mais aussi par calcul purement mathématique
- Corde de Melde : par le calcul, interprétation : existence d'un phénomène de résonance quand la fréquence d'excitation est une fréquence propre
- exos : attention, rien n'a encore été fait sur réflexion-transmission. Pourquoi pas en exo, mais partir du principe que les étudiants sont vierges sur ce sujet pour le moment

Optique ondul chap.5 : Diffraction de Fourier (Cours et exos)

- uniquement situation Fraunhofer et OPPH
- uniquement objets 1D, mais objets 2D possibles (mais pas de "mélange" horizontal / vertical")
- en gros, calculs uniquement dans le cas de la mire sinus, et généralisation dans le cas d'autres objets diffractants (donner l'allure des spectres spatiaux - si nécessaire - dans ces autres cas, aucune TFourier à connaître)
- vérifier que écriture math OPPH est ok, notion de vecteur d'onde
- pas d'objets de phase, ou alors de manière qualitative (lors d'un filtrage par exemple)
- Important, essentiel :
  -- bien savoir relier un angle diffraction à une fréquence spatiale de l'objet
  -- dans le plan de Fourier, bien savoir relier une position à une fréquence spatiale
  -- éclairement dans plan Fourier lié au module au carré des coeff de la décompo Fourier cpx du coeff transmission de l'objet diffractant
  -- ne pas confondre les trois périodicités de ce chapitre : temporelle et spatiale d'une OPPH, et spatiale de la transparence de l'objet
- comprendre le rôle de chaque élément d'un montage de filtrage spatial (ne pas trop insister sur la formation de l'objet ponctuel en lumière blanche)

18:06 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

08/02/2020

Programme de colle S18 : lundi 10 - vend 14 février

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours)

- chapitre tout juste débuté : traité jusqu'au 2.2 inclus
- demander à un étudiant la démo de d'Alembert sur la corde vibrante
- NB : je fais ici le choix de ne pas faire apparaître les équations de couplage, je n'introduit donc pas la "projection verticale de la tension du brin de droite sur la brin de gauche" : sera fait en TD
- d'Alembert par coeur (1D seulement pour l'instant, pas laplacien), expression célérité par coeur
- savoir que phénomène décrit est forcément réversible
- savoir que célérité ondes varie comme raideur/inertie
- demander à un étudiant de retrouver ordre de grandeur du module d'Young à partir du modèle microscopique des chaînes d'atomes liés par des ressorts, l'ordre de grandeur des interactions atomiques étant connu

Optique ondul chap.5 : Diffraction de Fourier (Cours et exos)

- uniquement situation Fraunhofer et OPPH
- uniquement objets 1D, mais objets 2D possibles (mais pas de "mélange" horizontal / vertical")
- en gros, calculs uniquement dans le cas de la mire sinus, et généralisation dans le cas d'autres objets diffractants (donner l'allure des spectres spatiaux - si nécessaire - dans ces autres cas, aucune TFourier à connaître)
- vérifier que écriture math OPPH est ok, notion de vecteur d'onde
- pas d'objets de phase, ou alors de manière qualitative (lors d'un filtrage par exemple)
- Important, essentiel :
  -- bien savoir relier un angle diffraction à une fréquence spatiale de l'objet
  -- dans le plan de Fourier, bien savoir relier une position à une fréquence spatiale
  -- éclairement dans plan Fourier lié au module au carré des coeff de la décompo Fourier cpx du coeff transmission de l'objet diffractant
  -- ne pas confondre les trois périodicités de ce chapitre : temporelle et spatiale d'une OPPH, et spatiale de la transparence de l'objet
- comprendre le rôle de chaque élément d'un montage de filtrage spatial (ne pas trop insister sur la formation de l'objet ponctuel en lumière blanche)

Optique ondul chap.4 : Michelson (Cours et exos)

10:16 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

02/02/2020

Programme de colle S17 : lundi 03 - vend 07 février

Optique ondul chap.4 : Michelson lame d'air (Cours)

- cours pas terminé, traité jusqu'au 3.3, le reste est hors pgm
- Point de vue perso, utilisé en cours : sur le schéma "réel" de l'interféromètre, les RL doivent être dessinés colinéaires aux axes des bras. Les angles entre RL et normales aux miroirs (pour calcul ddm) ne doivent être dessinés que sur les schémas équivalents
- deux types de schémas équivalents :
    -- celui avec une source "primaire" et les deux miroirs en lame d'air
    -- celui avec deux sources secondaires cohérentes, les miroirs n'apparaissent plus
- à demander à un étudiant : calcul p(M) dans plan focal lentille CV de projection (avec les deux schémas équivalents possibles)
à demander à un étudiant (ddm par coeur ici) exploitation expression ddm : allure figure interférence, ordre décroît quand on s'écarte du centre de l'écran, rayon des anneaux, faire rentrer les anneaux pour tendre vers le contact optique

Optique ondul chap.3 : Trous Young, élargissement spatial et spectral de la source (Cours et exos)

- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale, aucun élément théorique exigible à ce sujet (pas d'onde plane, u.S1S2 etc.)
- démo expression ordre p(M) trous Young, dans conditions Fraunhofer ou pas, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges). Effet de l'introduction d'une lame de verre
- effet déplacement spatial de la source (calcul), en déduire dépendance éclairement avec distance entre deux sources dans cas doublet, puis démo qualitative du critère de brouillage des franges pour source étendue. Ce critère sur Δp (à définir précisément) doit pouvoir être énoncé aussi par coeur
- cas du doublet (proche), justification qualitative (ou quantitative) des battements spatiaux de l'éclairement. Enoncer, par analogie avec le cas de l'extension spatiale, le critère sur Δp (à définir précisément) traduisant brouillage des franges dans le cas d'une raie de faible largeur
- cas lumière blanche : prédire nombre de franges visibles (environ 2 de chaque côté de la frange achromatique), notion de spectre cannelé, en un point de l'écran -> dénombrement cannelures et valeurs des longueur d'ondes éteintes
- réseau plan : expression ddm, montage expérimental (conditions Fraunhofer), minimum de déviation

15:52 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)