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Correction – physique-chimie – CCP TSI 2016
f Même chose que la figure 2 mais décalé dans le temps : le signal commence à t = L/cmer = 19.4ms. I.3.a c0 = 347.0m/s. correction – CCP physique TSI 2016. 1/9.
CCP Physique PC 2016 — Corrigé
CCP Physique PC 2016 — Corrigé. Ce corrigé est proposé par Jean-Christophe Tisserand (Professeur en CPGE); il a été relu par Raphaël Galicher
Physique : DM n°2 A – Etude thermique dun bâtiment (CCP 2016
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Classe PC Dupuy de Lôme
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Annales des Concours
PSIPhysique·Modélisation·Chimie
2016Sous la coordination de
JulienDumont
Professeur en CPGE
Ancien élève de l"École Normale Supérieure (Cachan)VincentFreulon
Professeur en CPGE
Ancien élève de l"École Normale Supérieure (Ulm)AlexandreHerault
Professeur en CPGE
Ancien élève de l"École Normale Supérieure (Cachan) ParJulienDumont
Professeur en CPGE
VincentFreulon
Professeur en CPGE
AlexandreHerault
Professeur en CPGE
AugustinLong
ENS Lyon
GuillaumeMaimbourg
ENS Cachan
TomMorel
Professeur en CPGE
CyrilRavat
Professeur en CPGE
SylvieSu
ENS Lyon
VincentWieczny
ENS Lyon
Sommaire thématique de physique
2015-2016
X/ENS PC Physique B
X PC Physique A
X MP Physique et SI
X/ENS MP Physique
Mines PSI Physique 2
Mines PSI Physique 1
Mines PC Physique 2
Mines PC Physique 1
Mines MP Physique 2
Mines MP Physique 1
Centrale PSI Physique et Chimie 2
Centrale PSI Physique et Chimie 1
Centrale PC Physique 2
Centrale PC Physique 1
Centrale MP Physique et Chimie 2
Centrale MP Physique et Chimie 1
CCP PSI Modélisation numérique
CCP PSI Physique et Chimie
CCP PC Modélisation Phys-Chimie
CCP PC Physique
CCP MP Physique et Chimie
CCP MP Physique
e3a PSI Physique et Chimie e3a PSI Physique-ModélisationThermodynamique générale
Phénomènes diffusifs
Physique statistique
Électrostatique et magnétostatique
Électronique
Conversion de puissance
Mécanique du point et du solide
Mécanique des fluides
Ondes mécaniques et sonores
Électromagnétisme
Optique
Physique quantique
Asservissements (SI)
Mécanique du solide (SI)
Sommaire
Énoncé
Corrigé
e3aPhysique et
ModélisationÉtude des caractéristiques d"un robotautonome.ondes sonores, électricité, conversiond"énergie, programmation11 29
Physique
et ChimieCiterne de gazole et chimie des carburants.
électrostatique, électronique, mécanique des fluides, solutions aqueuses, cinétique chimique, oxydoréduction, diagrammes E-pH, thermodynamique49 65Concours Communs
Polytechniques
Physique
et ChimieUtilisation des métaux, corrosion etcontrôle non destructif.électromagnétisme, électrocinétique,cristallographie, diagrammes E-pH, solutionsaqueuses, oxydoréduction83 99
Modélisation
et Ingénierie numériqueSuspension magnétorhéologique.
sciences de l"ingénieur, mécanique des fluides, magnétostatique115 134 8Centrale-Supélec
Physique
et Chimie 1Étude d"une pompe d"alimentation d"eau.mécanique des fluides, électromagnétisme147 155
Physique
et Chimie 2Le chlorure de sodium, un sel courant
pour de nombreuses applications.De la cuisson des oeufs.
solutions aqueuses, oxydoréduction, diagrammes E-pH, courbes courant-potentiel, thermodynamique, diffusion thermique169 176Mines-Ponts
Physique 1 Le Millenium Bridge.
mécanique du point, ondes193 200Physique 2 Mesures de champs magnétiques.
mécanique du solide, électromagnétisme,électronique213 220
Chimie Le béton.
cristallographie, solutions aqueuses, oxydoréduction, diagrammes E-pH, courbes courant-potentiel, thermodynamique237 245Formulaires
Constantes chimiques255
Constantes physiques258
Formulaire d"analyse vectorielle259
Classification périodique263
Sommaire thématique de chimie
2015-2016
X/ENS PC Chimie
Mines PSI Chimie
Mines PC Chimie
Mines MP Chimie
Centrale PSI Physique et Chimie 2
Centrale PSI Physique et Chimie 1
Centrale PC Chimie
Centrale MP Physique et Chimie 2
Centrale MP Physique et Chimie 1
CCP PSI Physique et Chimie
CCP PC Modélisation Phys-Chimie
CCP PC Chimie
CCP MP Physique et Chimie
e3a PSI Physique et ChimieCristallographie
Solutions aqueuses
Cinétique chimique
Oxydoréduction
Diagrammes E-pH
Courbes courant-potentiel
Thermodynamique
Mélanges binaires
Chimie organique
Orbitales moléculaires
Chimie de coordination
e3a Physique et Modélisation PSI 2016 - Énoncé11 11712e3a Physique et Modélisation PSI 2016 - Énoncé
" Un robot est une machine équipée de capacités de perception, de décision et d?action qui lui permettent d?agir de manière autonome dans son environnement en fonction de la perception qu?il en a. » David Filliat - ENSTA ParisTech La robotique est donc un très bon exemple de domaine pluridisciplinaire qui implique de nombreuses thématiques. Le but de ce problème est d?étudier quelques caractéristiques d?un robot autonome. Il comporte deux volets : le premier étudie lespropriétés de la télémétrie par ultrasons et le second a pour but de déterminer les principaux
paramètres physiques du moteur qui alimente le robot.PREMIERE PARTIE
TÉLÉMETRIE PAR ULTRASONS
A / DÉTECTEUR À ULTRASONS
La recherche du maximum d?information sur l?environnement est une quête perpétuelle en robotique.Pour se faire, la télémétrie, qui consiste à mesurer des distances, est extrêmement
importante. Elle permet au robot de déterminer la position des obstacles (ou leur absence) et ainsi
de prendre la décision adéquate. Dans un premier temps, on compare à l?aide du Cahier Technique suivant deux types de télémétrie.Les différentes technologies de détecteurs
A. Les détecteurs photoélectriques
Leur principe les rend aptes à détecter tous types d?objets, qu?ils soient opaques, réfléchissants ou
même quasi-transparents.Principe : Une diode électroluminescente (LED) émet des impulsions lumineuses, généralement
dans l?infrarouge proche (850 à 950 nm). Cette lumière est reçue ou non par une photodiode ou un
phototransistor en fonction de la présence ou l?absence d?un objet à étudier.Il existe différents systèmes de détection, le système à réflexion directe (sur l?objet) consiste par
exemple, à utiliser la réflexion directe (diffuse) de l?objet à détecter.Points faibles : la distance de détection de ce système est faible (jusqu?à 2 m). De plus elle varie
avec la couleur de l?objet à " voir » et du fond dans lequel il se trouve (pour un réglage donné, la
distance de détection est plus grande pour un objet blanc que pour un objet gris ou noir) et un arrière-
plan plus clair que l?objet à détecter peut rendre le système inopérant.Principe d?un détecteur photoélectrique
B. Les détecteurs à ultrasons
Les ultrasons sont produits électriquement à l?aide d?un transducteur électroacoustique (effet
piézoélectrique) qui convertit l?énergie électrique qui lui est fournie en vibrations mécaniques.
Principe d?un transducteur électroacoustique
e3a Physique et Modélisation PSI 2016 - Énoncé13 Le principe est de mesurer le temps de propagation entre le capteur et la cible. L?avantage descapteurs ultrasons est de pouvoir fonctionner à grande distance (jusqu?à 10 m), mais surtout d?être
capable de détecter tout objet réfléchissant le son indépendamment de la forme et de la couleur.
Facteurs d?influence : les détecteurs à ultrasons sont particulièrement adaptés à la détection d?objet
dur et présentant une surface plane et perpendiculaire à l?axe de détection. Cependant le
fonctionnement du détecteur à ultrasons peut être perturbé par différents facteurs :Les courants d?air brusques et de forte intensité peuvent accélérer ou dévier l?onde acoustique.
Les gradients de température importants dans le domaine de détection : une forte chaleur
dégagée par un objet crée des zones de température différentes qui modifient le temps de
propagation de l?onde et empêchent une détection fiable.Les isolants phoniques : les matériaux tels le coton, les tissus, le caoutchouc, absorbent le son.
L?angle entre la face de l?objet à détecter et l?axe de référence du détecteur.Cahier Technique Schneider Electric n°209
Pour choisir la solution la plus adaptée à l?utilisation du robot autonome, on choisit de
présenter les principaux avantages et inconvénients des deux solutions dans un tableau.Ultrason Infrarouge
Portée Abordé dans la question A1 Abordé dans la question A1Nature des matériaux
compatibles Abordé dans la question A2 Abordé dans la question A2 Facteurs d?influence Abordé dans la question A3 Abordé dans la question A3DirectivitéLes ultrasons sont très évasifs (cône d?émission large d?environ 30°), ce qui peut être un avantage (détection d'obstacle rapprochée) ou un inconvénient (détection d?obstacles sur les côtés alors que la route en face est dégagée). La directivité est très précise (cône d?émission d?environ 5°).
Coût Quelques dizaines d?euros Quelques dizaines d?eurosA1. À l?aide des informations apportées par ce Cahier Technique, comparer les portées de ces
deux détecteurs.A2. Comparer les capacités de détection des deux capteurs en fonction de la nature du matériau
et de la couleur de l?obstacle.A3. Relever au moins un facteur d?influence perturbant la détection par ultrasons et un perturbant
la détection par infrarouges.Pour produire les ultrasons, on utilise l?effet piézoélectrique inverse que possède une lame
de quartz. Si ses deux faces sont soumises à une tension alternative de haute fréquence ݟ , soitݭቘ൩ ݔ¢®²Αࠅݟݭቘ, elle se met à vibrer à la même fréquence ݟ, ce qui engendre une onde
ultrasonore dans le milieu environnant.quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50[PDF] corrigé ccp 2017 physique
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