Base d'épreuves orales scientifiques de concours aux grandes écoles

Énoncé(s) donné(s)

Exercice 1 : masse en rotation

On considère le système ci-contre (voir fichier joint), dans lequel : 

- les fils sont tendus et inextensibles ; 

- le système tourne à vitesse angulaire $\omega$ constante autour de l'axe $Oz$.  

1 - Exprimer les deux forces de tension qui s'appliquent en M, en fonction de $m$, $g$, $\ell$ et $\omega$.

2 - Trouver la vitesse de rotation $\omega_{\rm lim}$ nécessaire pour que les fils soient tendus.

Exercice 2 : molécules polaires

1 - Donner l'expression du moment dipolaire pour une molécule d'eau. 

2 - Exprimer le potentiel électrique généré par un dipôle. 

3 - En déduire le champ électrique. 

4 - On se place dans le cas où on a deux molécules d'eau dont les moments dipolaires sont colinéaires (et portés par l'axe reliant les centres des dipôles).  Donner les deux forces d'interaction.

Indication(s) fournie(s) par l'examinateur pendant l'épreuve

Commentaires divers

Retour de l'étudiant : examinateur avachi sur sa chaise et presque silencieux. La mise en page de l'énoncé fourni était tellement mauvaise que je n'ai même pas vu qu'il y avait deux exercices. 

Remarques et analyses a posteriori sur le deuxième exercice:

Question 1 : aucune précision sur la molécule d'eau n'était fournie (angle entre les liaisons O-H, longueur de ces liaisons, pourcentage d'ionicité). Il fallait donc raisonner de façon purement littérale.

Question 4 : la question étant peu claire (et apparemment elle était telle quelle dans le sujet lui-même), il y a deux interprétations possibles pour les "deux" forces dont il est question : 

-   l'expression de la force sur une des deux molécules (peu importe laquelle), dans deux cas différents : si les deux moments dipolaires sont colinéaires et de même sens, et si les deux moments dipolaires sont colinéaires et de sens opposé;

- l'expression de la force sur chacune des molécules, dans le cas où les dipôles sont colinéaires et de même sens (ce qui était peut-être sous-entendu, ici), en mentionnant juste que ces forces sont opposées l'une de l'autre. D'après le retour de l'étudiant, c'est plutôt cette deuxième interprétation qui était attendue...

• 2025_MinesTelecom_PenduleRotation-Dipoles.pdf