Physique et Chimie
L'épreuve de physique-chimie du concours MSI vérifie la capacité à modéliser un phénomène, à conduire un calcul avec unités et à interpréter un résultat expérimental. Le programme couvre la mécanique newtonienne, l'énergie, les circuits électriques, l'optique géométrique, la chimie des solutions, la cinétique et l'oxydoréduction.
Les notions à consolider
- Deuxième loi de Newton : ΣF = ma dans un référentiel galiléen, avec bilan des forces explicite.
- Théorème de l'énergie cinétique : la variation d'énergie cinétique égale le travail total.
- Circuit RC : τ = RC, u_C(t) = E(1 − e^(−t/τ)), i(t) = (E/R)e^(−t/τ).
- pH et Ka : pour un acide faible peu dissocié, pH ≈ ½(pKa − log C).
- Cinétique d'ordre 1 : t₁/₂ = ln2/k, indépendant de la concentration initiale.
Exemple rédigé
Un condensateur C = 1 µF se charge sous E = 6 V à travers R = 1 kΩ. La constante de temps vaut τ = RC = 10³ × 10⁻⁶ = 10⁻³ s, soit 1 ms. À t = τ, u_C = 6(1 − e⁻¹) ≈ 6 × 0,63 = 3,8 V. L'intensité vaut alors i = (6/10³)e⁻¹ ≈ 2,2 mA. Conclusion : au bout d'une constante de temps, le condensateur a atteint 63 % de sa charge finale, alors que le courant n'a plus que 37 % de sa valeur initiale.
Pièges qui coûtent des points
- Mélanger ms et s, µF et F : une erreur de 10³ fausse tout le résultat.
- Donner un pH à trois décimales alors que la donnée n'en autorise qu'une.
- Oublier le réactif limitant dans un tableau d'avancement.
- Inverser le sens conventionnel du courant et le sens de déplacement des électrons.