OPHYSMP.dviécole polytechnique concours d’admission 2013 filière MP
Épreuves orales de Physique
L’épreuve orale de physique dure 50 minutes et place le candidat face à un sujet qu’il découvre et qu’il n’a pas pu préparer. Une telle épreuve est toujours déstabilisante et le candidat peut compter a priori sur la bienveillance de l’examinateur. L’épreuve se dé- roule sous forme d’un dialogue constructif entre le candidat et l’examinateur, ce dernier prodiguant s’il y lieu des remarques lorsque le candidat …afficher plus de contenu…

1. Définir et exprimer le rendement du cycle de Stirling idéal.
2. Le gaz cède à l’accumulateur A la chaleur qE = −q4−1 lors du refroidissement isochore. L’accumulateur fonctionnant avec une efficacité α réduite (α < 1), seule une partie αqE est redonnée au gaz lors de l’échauffement isochore 2-3, de sorte que la source chaude doit apporter au gaz le complément de chaleur (1−α)qE . L’aire du cycle n’est pas modifiée par cet échange de chaleur incomplet. Exprimer le rendement réel réel ηréel du cycle à échangeur imparfait. Le comparer au rendement théorique du cycle de Carnot.
Commentaires : étude d’une machine thermique effectuant des cycles de Stirling par- faits ou non. Il est indispensable d’être particulièrement rigoureux dans la gestion de …afficher plus de contenu…

Le choix d’un repère de projection pertinent est important.‡
On appelle x l’axe vertical ascendant, y l’axe horizontal. L’angle que fait la barre avec la verticale est appelé θ.
Dans le système d’axes (Oxy) on détermine : Rx = mg + max, Ry = may où les composantes de l’accélération en fonction de l’angle θ valent : ax = (l ¨sin θ), ay = (l ¨cos θ).
D’autre part, tant que la barre ne glisse pas il est possible d’appliquer le TMC au point de contact : Jθ̈ = mgl sin θ,
1
2
Jθ̇2 = mgl(1− cos θ).
Le moment d’inertie (donné) vaut J =
4
3 ml2. Ces deux expressions permettent d’éliminer les dérivées premières et secondes de l’angle au profit des fonctions trigonométriques.
On détermine ainsi les expressions complètes des réactions normale et tangentielle :
Rx = mg 4
(1− 3 cos θ)2, Ry =