Physique - mécanique, électricité, ondes et radioactivité
Ce que l'épreuve évalue
L'épreuve de physique porte sur la cinématique et la dynamique newtonienne, le travail et l'énergie, les circuits électriques (RC, RL, RLC), l'optique géométrique (lentilles minces, œil), la décroissance radioactive et la mécanique des fluides (pression, poussée d'Archimède, loi de Poiseuille). Les questions sont souvent numériques et exigent la maîtrise des unités.
Règles à maîtriser
- Circuit RC : u_C(t) = E(1 − e^(−t/τ)) avec τ = RC ; le régime permanent est atteint après environ 5τ.
- Décroissance radioactive : N(t) = N₀·e^(−λt), T = ln2/λ, activité A = λN en becquerels.
- Lentille mince : 1/OA' − 1/OA = 1/OF', avec les grandeurs algébriques.
- Poiseuille : Q = π·ΔP·r⁴/(8ηL) ; le débit varie comme la puissance quatrième du rayon.
Exemple travaillé
Un échantillon de technétium-99m (T = 6 h) a une activité initiale de 800 MBq. Après 24 h, on compte 24/6 = 4 périodes, donc A = 800/2⁴ = 50 MBq. Pour obtenir le nombre de noyaux restants, on convertit T en secondes (6 × 3600 s), on calcule λ = ln2/T, puis N = A/λ avec A en Bq : la cohérence des unités conditionne le résultat.
Pièges qui coûts des points
- Mélanger MBq et Bq, ou minutes et secondes, dans la même formule.
- Confondre période T et constante de temps τ d'un circuit RC.
- Oublier les signes algébriques dans la relation de conjugaison des lentilles.
- Croire que l'activité et le nombre de noyaux ne décroissent pas de la même façon.