Physique - série C
L'épreuve de physique de la série C vérifie la capacité à modéliser un phénomène, à conduire un calcul littéral puis à l'appliquer numériquement en unités SI. Elle combine des exercices courts (définitions, exploitation de courbe, mesures) et un problème de mécanique, d'électricité ou d'électromagnétisme.
Contenus structurants
- Mécanique : cinématique du point, lois de Newton, travail et énergie mécanique, mouvement dans un champ uniforme, oscillateur élastique, pendule simple (T = 2π√(l/g)), gravitation.
- Électricité : condensateur, énergie ½CU², charge et décharge, circuits en courant continu.
- Électromagnétisme : force de Laplace (F = BIL sin α), flux magnétique (Φ = BS cos α), loi de Faraday (e = −dΦ/dt), loi de Lenz, auto-induction.
- Physique nucléaire : décroissance N = N₀e^(−λt), demi-vie T = ln2/λ, activité, défaut de masse et énergie de liaison, fission et fusion.
- Optique : lentilles minces, relation de conjugaison 1/OA′ − 1/OA = 1/OF′, grandissement.
Méthode attendue
Schéma avec repère, bilan des forces, projection, obtention de l'équation différentielle, résolution, puis seulement application numérique. Un résultat numérique livré sans expression littérale est souvent sanctionné.
Exemple rédigé
Un projectile est lancé à v₀ = 20 m/s sous α = 45° au-dessus de l'horizontale ; on prend g = 10 m/s² et on néglige les frottements. Les équations horaires sont x = v₀ cos α · t et y = −½gt² + v₀ sin α · t. La portée est atteinte quand y = 0, soit t = 2v₀ sin α/g = 2 × 20 × 0,707/10 ≈ 2,83 s, d'où x ≈ 20 × 0,707 × 2,83 ≈ 40 m. La hauteur maximale vaut v₀² sin²α/(2g) = 400 × 0,5/20 = 10 m, atteinte à t = v₀ sin α/g ≈ 1,41 s. Cohérence : pour α = 45°, la portée vaut bien quatre fois la hauteur maximale.
Pièges qui coûtent des points
- Oublier le poids dans le bilan des forces, ou confondre masse (kg) et poids (N).
- Se tromper de signe sur la force électromotrice induite, ou ignorer la loi de Lenz pour orienter le courant.
- Calculer en degrés avec une calculatrice réglée en radians, et inversement.
- Ne pas convertir avant l'application numérique (g/cm³, mL, mA).
- Livrer un résultat sans unité ni nombre correct de chiffres significatifs.