Enseignement

Liste partielle de sujets d'oraux posés au concours PC (années 2014, 2015, 2016).

1. On considère une barre solide pouvant entrer en combustion. On démarre la combustion d'un côté de la barre. Modéliser l'avancée du front de combustion.
2. Lorsqu'on injecte de l'air dans un récipient rempli d'eau au moyen d'une paille, on forme un train de bulles qui émettent un son. Expliquer l'origine du son émis par les bulles.
3. On prépare une feuille de papier enroulée sur elle-même. On met la feuille à plat, puis on lâche une extrémité. Modéliser la dynamique de l'enroulement de la feuille sur elle-même.
4. Est-ce réaliste d'observer un mirage dans un laboratoire de quelques mètres de long, en utilisant une plaque chauffante ?
5. On montre le signal mesuré sur l'interféromètre LIGO correspondant aux ondes gravitationnelles émises par la fusion d'un système binaire de trous noirs. Calculer la masse des trous noirs.
6. Calculer la vitesse linéaire de la chute séquentielle d'une file de dominos.
7. On focalise un faisceau laser sur un atome. Donner un sens au coefficient de réflexion du faisceau laser par l'atome, et calculer sa valeur.
8. Expliquer l’origine du son émis lorsqu'on déroule un rouleau de scotch.
9. On remplit un tube à essais d'eau et d'huile à parts égales. L'huile, moins dense, occupe la partie supérieure du tube. On retourne brusquement le tube. Que se passe-t-il ?
10. On peut parfois observer lors d'un coucher de soleil que les derniers rayons qui nous parviennent nous apparaissent verts. Donner une explication à ce phénomène, et évaluer sa durée.
11. On s'intéresse à la dérive d'objets flottants tels les iceberg sous l'action du vent. Modéliser ce phénomène et montrer que la direction de dérive diffère de celle du vent.
12. Peut-­on détecter un seul atome avec un interféromètre de Michelson ?
13. On s'intéresse à la génération de courant océaniques sous l'action du vent. Proposer un modèle simple et expliquer la différence de comportement des courants océaniques proches des côtes ouest et est.
14. A quelle condition peut-on faire vibrer un solide cristallin en y envoyant de la lumière ?
15. Expliquer la forme du sillage se formant derrière un bateau en mouvement.
16. Modéliser l'étalement d'une goutte de miel déposé sur un solide plan horizontal.
17. Les pointeurs laser verts utilisent généralement une source lumineuse infrarouge, convertie dans un second temps dans le vert. Proposer un mécanisme pour cette conversion de fréquence et modéliser.
18. On s'intéresse à un modèle simple de cristaux liquides, formé de molécules allongées.
19. On constate que deux pendules adossées au même mur ont tendance à se synchroniser. Modéliser.
20. On envoie un faisceau laser très intense dans un plasma. Etudier les effets de haute intensité dans la propagation du faisceau laser.
21. Modéliser le plus simplement possible la diffusion du son dans les solides par des impuretés.
22. Les notes émises par un piano impliquent généralement la mise en vibration d'une paire de cordes, couplées par un chevalet. Modéliser la mise en vibration de ce système.
23. On fait tomber le bout d'une chaîne métallique d'une table vers le sol. Trouver la forme stationaire de la chaîne au cours de sa chute.
24. On considère deux récipients calorifugés séparés par un piston et remplis de gaz. On prépare les deux gaz à des températures différentes. Modéliser la mise en équilibre des températures.
25. Modéliser la forme d'un tas de sable et son profil de pression interne.
26. Pourquoi la rotation de la Lune est-elle synchronisée avec son mouvement de révolution autour de la Terre ?
27. On verse une louche de pâte à pancake sur une poêle. La pâte s'étale pour former un disque de rayon R. Proposer un modèle conduisant à l'estimation de R.
28. Proposer un mécanisme expliquant la variabilité de la durée du jour terrestre.
29. On plonge le bas d'un tube capillaire vertical dans un récipient rempli d'eau. On change brutalement la hauteur du tube. Quelle est la dynamique de la hauteur du liquide dans le tube ?
30. Trouver la loi de variation temporelle du rayon d'une bulle de champagne.
31. On fait l'expérience suivante : on casse un spaghetti en le tenant à ses deux extrémités, et on observe qu'il se casse généralement en plus de deux morceaux. Expliquer ce phénomène.
32. On considère un fluide de faible profondeur, dans un récipient que l'on fait vibrer verticalement. Que se passe-t-il ?
33. On fait flotter un pendule sur la mer. Les vagues excitent l'ocillation du pendule. Estimer l'énergie que l'on peut ainsi récupérer.
34. On dépose une goutte d'azote sur une table. Combien de temps survit-elle ?
35. Lorsuq'on émet une bulle dans l'eau au moyen d'une paille, on entend généralement un son résultant de la vibration de la bulle. Quelle est sa fréquence ?
36. Montrer qu'un laser intense envoyé dans un plasma peut s'auto-focaliser.
37. On envoie un faisceau laser sur un atome. Calculer le coefficient de réflexion.
38. On crée une bulle de vide dans l'eau. Quelle est sa durée de vie ?
39. Quelle est la durée du choc entre deux billes d'acier ?
40. On intercale une à une les pages de deux livres. Il devient alors impossible de séparer les livres. expliquer ce phénomène.
41. On envoie un jet de gouttelettes micrométriques de manière à former une goutte d'eau. Montrer que ce phénomène s'accompagne d'une forte variation de température.
42. Combien de temps se conserve un litre d'Hélium liquide dans un récipient usuel ? Proposer des idées pour augmenter le temps de conservation.
43. On fait tourner l'eau dans une tasse de thé. Quelle est la durée typique d'amortissement du mouvement ?
44. Modéliser le roulement d'un crayon à papier de section hexagonale sur un plan incliné.
45. On dépose une goutte d'encre dans de l'eau circulant dans un tuyau. Comment l'encre se diffuse-t-elle ?