Tricks Médecine — Physique — Tricks

Concours commun Médecine, Pharmacie et Médecine Dentaire — Physique

Tous TRÈS FRÉQUENT FORMULE RAPIDE ASTUCE PIÈGE CLASSIQUE SHORTCUT MAGIQUE RECETTE MAGIQUE
FORMULE RAPIDE radioactivite ★★★★★ Actif

Loi de décroissance radioactive

La quantité de noyaux radioactifs diminue exponentiellement. Cette loi est la base de tous les calculs de radioactivité au concours.

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$$N(t) = N_0 \left(\dfrac{1}{2}\right)^{t/t_{1/2}}$$ ou: $$N(t) = N_0\, e^{-\lambda t}$$ avec: $$\lambda = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}} = \dfrac{0{,}693}{t_{1/2}}$$ Raccourci: si $n = t / t_{1/2}$ (nombre de demi-vies): $$N = \dfrac{N_0}{2^n}$$
Exemple
N₀ = 1000 noyaux, t₁/₂ = 5 ans, t = 15 ans (n=3): N = 1000 / 2³ = 1000/8 = 125 noyaux
Piège
Confondre t₁/₂ (demi-vie) et τ = 1/λ (vie moyenne). t₁/₂ ≠ τ. La vie moyenne τ = t₁/₂ / ln(2) ≈ 1.44 × t₁/₂
Mémo
MÉMO: compter n = t/t₁/₂, puis N = N₀/2ⁿ. Diviser par 2 autant de fois que de demi-vies passées.
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RECETTE MAGIQUE radioactivite ★★★★★ Actif

Conservation de A et Z dans toute désintégration

Toute équation de désintégration doit conserver le nombre de masse A et le numéro atomique Z. C'est la règle absolue pour identifier le noyau fils ou la particule émise.

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$$\sum A_\text{gauche} = \sum A_\text{droite} \qquad \sum Z_\text{gauche} = \sum Z_\text{droite}$$ $\alpha$ (${}^4_2\text{He}$): $A-4$, $Z-2$ $\beta^-$ (électron): $A+0$, $Z+1$ $\beta^+$ (positron): $A+0$, $Z-1$ $\gamma$ (photon): $A+0$, $Z+0$
Exemple
U-238 (Z=92) → ? + He-4 (α): A fils = 238 - 4 = 234 Z fils = 92 - 2 = 90 → Thorium-234
Piège
En β⁻, le noyau fils a Z+1 (un neutron → proton + électron). Les élèves oublient que Z augmente et gardent Z constant.
Mémo
Alpha enlève 4/2 | Bêta⁻ monte Z (+1) | Bêta⁺ descend Z (-1) | Gamma ne change rien. Mémo: 'Alpha ampute, Bêta⁻ monte, Bêta⁺ descend, Gamma ne fait rien'.
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FORMULE RAPIDE rlc_pendule ★★★★★ Actif

Période du pendule simple

Le pendule simple oscille sous l'action de la gravité pour de petites amplitudes. Sa période ne dépend que de la longueur du fil et de g — pas de la masse, pas de l'amplitude.

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$$T = 2\pi \sqrt{\dfrac{L}{g}}$$ $$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{2\pi} \sqrt{\dfrac{g}{L}}$$ $$\omega_0 = \sqrt{\dfrac{g}{L}}$$ $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$ ou $10\ \text{m/s}^2$ (selon énoncé) Valable UNIQUEMENT pour $\theta < 10°$ (petites oscillations)
Exemple
L = 1 m, g = 10 m/s². T = 2π × √(1/10) = 2π × 0.316 ≈ 2.0 s f = 1/2 = 0.5 Hz
Piège
Inclure la masse m dans le calcul de T. FAUX: T ne dépend pas de m pour le pendule simple. Deux pendules de longueur égale mais de masses différentes ont exactement la même période.
Mémo
Pendule: L/g (Longueur au numérateur, Gravité au dénominateur). Plus long → plus lent. Mémo: 'PenduLe = L/G'.
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FORMULE RAPIDE rlc_pendule ★★★★★ Actif

Période de l'oscillateur ressort-masse

Un système masse-ressort oscille horizontalement ou verticalement. La période dépend de la masse et de la raideur, pas de l'amplitude.

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$$T = 2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}}$$ $$\omega_0 = \sqrt{\dfrac{k}{m}}$$ $$f_0 = \dfrac{1}{2\pi} \sqrt{\dfrac{k}{m}}$$ $k$ : raideur (N/m) — plus grand = plus rigide $m$ : masse (kg)
Exemple
m = 0.5 kg, k = 200 N/m. T = 2π × √(0.5/200) = 2π × 0.05 ≈ 0.314 s
Piège
Confondre la formule du pendule et celle du ressort. Pendule: √(L/g). Ressort: √(m/k). Même structure, variables différentes. Un oubli coûte 0 sur tout le calcul.
Mémo
ReSSort = m/k (Masse/raideur k). PenduLe = L/g. Mémo: les 2 lettres majuscules donnent les variables: RS → m/K | PL → L/G.
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TRÈS FRÉQUENT rlc_pendule ★★★★★ Actif

Circuit RLC série: résonance en intensité

Dans un circuit RLC série, la résonance se produit quand la fréquence de la source égale la fréquence propre. L'impédance est minimale (= R), l'intensité est maximale.

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Fréquence propre: $$\omega_0 = \dfrac{1}{\sqrt{LC}} \qquad f_0 = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$$ À résonance ($\omega = \omega_0$): → $X_L = X_C$ (ils se compensent) → $Z = R$ (minimum), $\quad I = \dfrac{E}{R}$ (maximum) → $u$ et $i$ en phase: $\varphi = 0$, $\quad U_L = U_C$ Facteur de qualité: $$Q = \dfrac{1}{R}\sqrt{\dfrac{L}{C}}$$
Exemple
L = 0.1 H, C = 100 µF = 10⁻⁴ F. ω₀ = 1/√(0.1 × 10⁻⁴) = 316 rad/s, f₀ ≈ 50.3 Hz Avec R = 10 Ω, E = 100 V → I_max = 100/10 = 10 A
Piège
Croire que les résonances en tension (max de UC ou UL) ont lieu exactement à ω₀. Les fréquences de résonance en tension sont légèrement décalées de ω₀ si l'amortissement est non négligeable.
Mémo
Résonance = ω = ω₀ = 1/√(LC). Mémo: 'L et C se battent, à ω₀ ils s'annulent et Z = R seul'. Circuit se comporte comme résistance pure à la résonance.
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FORMULE RAPIDE physique_diffraction_optique ★★★★★ Actif

Diffraction: largeur centrale L = 2Dλ/a

La formule de la largeur de la tache centrale de diffraction est testée chaque année. Les pièges portent sur le facteur 2 (largeur totale vs demi-angle) et les relations inverses.

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LARGEUR DE LA TACHE CENTRALE: $$L = \dfrac{2D\lambda}{a}$$ Où: $L$ = largeur totale (m), $D$ = distance fente-écran (m), $\lambda$ = longueur d'onde (m), $a$ = largeur fente (m) RELATIONS: $a\uparrow \Rightarrow L\downarrow$ (fente large → tache étroite) $a\downarrow \Rightarrow L\uparrow$ (fente étroite → tache large) $\lambda\uparrow \Rightarrow L\uparrow$ (rouge > bleu) $D\uparrow \Rightarrow L\uparrow$ ANGLE DE DIFFRACTION: $$\sin\theta \approx \theta = \dfrac{\lambda}{a} \quad \text{(petits angles)}$$
Exemple
Fente a=0.1mm, D=2m, λ=500nm. L = 2×2×500×10⁻⁹/10⁻⁴ = 2×10⁻² m = 2 cm. 'Doubler a diminue L de moitié' → VRAI (L ∝ 1/a).
Piège
1) Oublier le facteur 2 dans L = 2Dλ/a (confusion avec la demi-largeur). 2) Inverser la relation a/L: fente LARGE → tache ÉTROITE. 3) Utiliser λ en nm sans convertir en m.
Mémo
L = 2Dλ/a. Mémo: 'Deux fois Delta-lambda sur a'. Fente Large → tache Légère (étroite). La diffraction ÉTALE la lumière (trou petit = lumière plus étalée).
Concours 2023-2024 Q15 · Concours 2024-2025 Q15 · Concours 2025-2026 Q16
TRÈS FRÉQUENT physique_diffraction_optique ★★★★★ Actif

Chute libre: formules clés, instant t au sommet v=0

Les formules de la chute libre sont testées chaque année. Le piège classique porte sur le point culminant où v=0 mais a=g ≠ 0.

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Lancer VERTICAL vers le haut ($v_0 > 0$): $$v(t) = v_0 - gt \qquad y(t) = v_0 t - \dfrac{1}{2}gt^2$$ AU SOMMET ($v = 0$, hauteur maximale): $$t_\text{sommet} = \dfrac{v_0}{g} \qquad h_\text{max} = \dfrac{v_0^2}{2g}$$ CHUTE LIBRE ($v_0 = 0$): $$v(t) = gt \qquad y(t) = \dfrac{1}{2}gt^2$$ $$t = \sqrt{\dfrac{2h}{g}} \qquad v_f = \sqrt{2gh}$$ SYMÉTRIE: $t_\text{montée} = t_\text{descente}$
Exemple
Q 2023-2024: v₀=20m/s, g=10m/s². t_sommet = 20/10 = 2s. h_max = 400/20 = 20m. Et: 'au sommet, l'accélération est nulle' → FAUSSE. a = g en permanence.
Piège
Au sommet: v=0 mais a=g (l'accélération gravitationnelle ne s'annule JAMAIS). Confondre vitesse nulle et accélération nulle.
Mémo
Sommet → v=0 → $t = v_0/g$. $h_\text{max} = v_0⁽2⁾/(2g)$. JAMAIS a=0 (a=g partout). La formule $t = v_0/g$ est directe, pas besoin de dériver.
Concours 2023-2024 Q20 · Concours 2024-2025 Q21 · FMP Casablanca 2022
PIÈGE CLASSIQUE radioactivite ★★★★☆ Actif

Activité radioactive: unités et calcul de λ

L'activité A = λN est souvent mal calculée car les élèves confondent les unités de λ et de t₁/₂. Toute incohérence d'unité donne une réponse fausse, même si la formule est bonne.

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$$A = \lambda \cdot N$$ $$\lambda = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}}$$ Unité de $A$: Becquerel (Bq) = 1 désintégration/seconde ⚠️ Convertir $t_{1/2}$ en SECONDES si $A$ doit être en Bq
Exemple
t₁/₂ = 2 h = 7200 s λ = 0.693/7200 = 9.63×10⁻⁵ s⁻¹ N = 10¹⁸ noyaux A = 9.63×10⁻⁵ × 10¹⁸ = 9.63×10¹³ Bq
Piège
Calculer λ = 0.693/2 (en heures) puis multiplier par N → résultat en h⁻¹, pas en Bq. Erreur d'un facteur 3600 dans le résultat final.
Mémo
Règle des 3C: Convertir t₁/₂ en secondes → Calculer λ = 0.693/t₁/₂ → Calculer A = λN. Ne jamais sauter la conversion.
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ASTUCE radioactivite ★★★☆☆ Actif

Énergie de liaison par nucléon et stabilité

Plus l'énergie de liaison par nucléon est grande, plus le noyau est stable. Cette notion relie SVT et Physique dans les questions sur la stabilité nucléaire.

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$$E_l = \Delta m \cdot c^2$$ $$\Delta m = Z\,m_p + N\,m_n - M_\text{noyau} \quad \text{(défaut de masse)}$$ $$1\ \text{u} = 931{,}5\ \text{MeV}/c^2$$ $E_l/A$ = énergie de liaison par nucléon Plus $E_l/A$ est grand → noyau plus stable Fer-56: maximum ($\approx 8{,}8$ MeV/nucléon)
Exemple
He-4: Δm = 0.0304 u → El = 0.0304 × 931.5 = 28.3 MeV El/A = 28.3/4 = 7.07 MeV/nucléon
Piège
Comparer des noyaux par leur énergie de liaison totale (El) sans la diviser par A. Un noyau lourd a toujours El total plus grand qu'un noyau léger, même s'il est moins stable. Toujours comparer El/A.
Mémo
1 u = 931.5 MeV → constante magique à mémoriser absolument. Et comparer TOUJOURS El/A, jamais El seule.
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SHORTCUT MAGIQUE radioactivite ★★★★☆ Actif

Série radioactive: nombre de α et β émis

Une série radioactive enchaîne plusieurs désintégrations entre noyau père et noyau fils stable. Calculer le nombre de particules α et β émises au total se fait en deux formules directes.

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Noyau père $(A_1, Z_1)$ → Noyau fils $(A_2, Z_2)$ $$n_\alpha = \dfrac{A_1 - A_2}{4}$$ $$n_{\beta^-} = 2\,n_\alpha - (Z_1 - Z_2)$$ (résultat toujours entier positif)
Exemple
U-238 (Z=92) → Pb-206 (Z=82): nα = (238−206)/4 = 8 alpha nβ = 2×8 − (92−82) = 16 − 10 = 6 bêta⁻
Piège
Calculer nβ à partir des variations de A uniquement. Les β ne changent pas A mais modifient Z. Il faut d'abord calculer nα (qui explique tout ΔA), puis utiliser ΔZ pour trouver nβ.
Mémo
Alpha d'abord (utilise ΔA), Bêta ajuste Z après. Mémo: 'A pour les Alpha, Z pour les Bêta'. Deux étapes, dans l'ordre.
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FORMULE RAPIDE rlc_pendule ★★★★☆ Actif

Énergie d'un oscillateur mécanique

L'énergie mécanique totale se conserve en l'absence de frottements. Elle oscille entre cinétique et potentielle, mais leur somme reste constante.

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$$E_\text{méc} = E_c + E_p = \text{constante}$$ Ressort: $$E_p = \dfrac{1}{2}kx^2 \qquad E_c = \dfrac{1}{2}mv^2$$ Aux extrema ($v = 0$): $\displaystyle E = \dfrac{1}{2}kx_\text{max}^2$ Au point d'équilibre ($x = 0$): $\displaystyle E = \dfrac{1}{2}mv_\text{max}^2$ $$v_\text{max} = x_\text{max}\,\omega_0 = x_\text{max}\sqrt{\dfrac{k}{m}}$$
Exemple
k = 100 N/m, x_max = 0.05 m. E = ½ × 100 × 0.05² = 0.125 J m = 0.5 kg: v_max = √(2×0.125/0.5) ≈ 0.707 m/s
Piège
Additionner les amplitudes x_max de deux ressorts en série ou en parallèle. L'énergie s'additionne, mais les amplitudes ne s'additionnent pas directement.
Mémo
Balançoire: en haut = v=0 (toute Ep), en bas = v_max (toute Ec). Même raisonnement pour le ressort. Quand l'un est max, l'autre est nul.
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PIÈGE CLASSIQUE rlc_pendule ★★★★☆ Actif

Amortissement: pseudo-période ≠ période propre

Quand il y a frottement, l'oscillateur est amorti. La pseudo-période T' mesurée sur le graphe est légèrement supérieure à la période propre T₀ calculée théoriquement.

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Sans amortissement: $$T_0 = 2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$$ Avec amortissement: $T' > T_0$ Sur graphe: $T'$ = temps entre 2 maxima consécutifs (ou 2 passages par zéro dans le même sens) Si amortissement faible: $T' \approx T_0$ Amortissement critique: plus d'oscillations, retour direct à l'équilibre
Exemple
Graphe amorti: T' = 0.35 s mesuré. Calcul: T₀ = 2π√(m/k) = 0.31 s. T' > T₀ comme attendu. Ne pas confondre les deux valeurs.
Piège
Utiliser T₀ = 2π√(m/k) comme valeur de la période sur le graphe d'un oscillateur amorti. La période lue sur le graphe est T' (pseudo-période), toujours > T₀.
Mémo
Amorti = enveloppe décroissante + T' > T₀. Graphe oscillant décroissant = sous-critique. Mesurer T' sur le graphe, calculer T₀ par formule. Ne jamais confondre les deux.
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ASTUCE rlc_pendule ★★★★☆ Actif

Impédance RLC et déphasage: méthode rapide

Dans un circuit RLC série, l'impédance et le déphasage se calculent par les formules vectorielles. Identifier si le circuit est inductif ou capacitif oriente tout le raisonnement.

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$X_L = L\omega$ (réactance inductive) $X_C = \dfrac{1}{C\omega}$ (réactance capacitive) $$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$$ $$\tan\varphi = \dfrac{X_L - X_C}{R}$$ $X_L > X_C$ : $\varphi > 0$ → inductif ($u$ en avance sur $i$) $X_L < X_C$ : $\varphi < 0$ → capacitif ($i$ en avance sur $u$) $X_L = X_C$ : $\varphi = 0$ → résonance
Exemple
R=10Ω, L=0.1H, C=100µF, ω=200 rad/s. XL=20Ω, XC=50Ω → XC>XL → capacitif (φ<0) Z = √(100+900) ≈ 31.6 Ω, tan(φ) = -3 → φ ≈ -71.6°
Piège
Oublier le signe de φ. φ > 0 → inductif (L domine). φ < 0 → capacitif (C domine). Écrire |tan(φ)| sans préciser le signe perd l'information sur le type de circuit.
Mémo
XL > XC → Inductif → φ > 0. XL < XC → Capacitif → φ < 0. Mémo: 'L monte φ en haut, C descend φ en bas'.
FMP Casablanca 2017 · FMP Rabat 2019 · FMP Agadir 2021
FORMULE RAPIDE physique_diffraction_optique ★★★★☆ Actif

Spectre visible: longueurs d'onde 380-780 nm, ordre des couleurs

Le spectre visible et les longueurs d'onde associées sont testés directement dans les QCM de diffraction et d'optique. Les valeurs limites et l'ordre des couleurs doivent être mémorisés.

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SPECTRE VISIBLE: $380\ \text{nm} \leq \lambda \leq 780\ \text{nm}$ COULEURS (ordre croissant de $\lambda$): Violet: 380–420 nm Bleu: 420–490 nm Vert: 490–570 nm Jaune: 570–590 nm Orange: 590–620 nm Rouge: 620–780 nm Règle: $c = \lambda \times f$ avec $c = 3 \times 10^8$ m/s $\lambda_\text{rouge} > \lambda_\text{bleu}$ → rouge plus diffracté Indice: $n = c/v = \lambda_0/\lambda$
Exemple
Q 2024-2025: 'La lumière verte (λ=530nm) est dans l'UV' → FAUSSE. UV commence sous 380 nm. 530 nm = vert = visible. 'Rouge plus diffracté que bleu' → VRAI.
Piège
1) Dire que l'UV est visible (UV < 380nm, IR > 780nm, tous deux invisibles). 2) Confondre l'ordre: violet = λ min, rouge = λ max. 3) Oublier que rouge est plus diffracté que bleu.
Mémo
380 → 780 nm = VIBGYOR. Violet = λ court, Rouge = λ long = plus diffracté. UV = trop court. IR = trop long. Mémo arc-en-ciel: rouge en haut (grand λ).
Concours 2023-2024 Q16 · Concours 2024-2025 Q16 · FMP Casablanca 2021
PIÈGE CLASSIQUE physique_diffraction_optique ★★★★★ Actif

Bobine: tension UL = ri + L(di/dt), rôle résistance interne r

La loi des mailles avec une bobine réelle (qui possède une résistance interne r) est un piège récurrent. La distinction entre la bobine idéale et réelle est testée chaque année.

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BOBINE RÉELLE (avec résistance interne $r$): $$u_L = r\,i + L\,\dfrac{di}{dt}$$ BOBINE IDÉALE ($r = 0$): $$u_L = L\,\dfrac{di}{dt}$$ EN RÉGIME SINUSOÏDAL: Réactance inductive: $X_L = L\omega$ Déphasage: courant EN RETARD de $\dfrac{\pi}{2}$ sur la tension Mémo CIVIL: $C$: tension avant courant (avance $\pi/2$) $L$: courant avant tension (retard $\pi/2$)
Exemple
Q 2023-2024: 'Pour une bobine réelle, uL = L·di/dt' → FAUSSE. C'est pour une bobine IDÉALE (r=0). Une bobine réelle: uL = r·i + L·di/dt.
Piège
Oublier r dans la formule de la bobine réelle. En concours, la bobine est TOUJOURS réelle (r ≠ 0) sauf indication contraire. Et le courant est en RETARD de π/2 sur la tension (pas en avance).
Mémo
Bobine réelle = deux termes: r·i (résistif) + L·di/dt (inductif). Bobine idéale = 1 terme seulement. Courant dans bobine: retard π/2. CIVIL aide à mémoriser le sens du déphasage.
Concours 2023-2024 Q24 · Concours 2024-2025 Q22 · FMP Fès 2022
ASTUCE physique_diffraction_optique ★★★★☆ Actif

Équilibre séculaire: λ₁N₁ = λ₂N₂ pour les filiations radioactives

L'équilibre séculaire en radioactivité est un sujet spécifique des concours récents. La condition λ₁N₁ = λ₂N₂ signifie que le noyau fils se désintègre au même rythme qu'il est produit.

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CONDITION: $T_1 \gg T_2$ (père très long, fils très court) À l'équilibre séculaire: $$A_1 = A_2 \implies \lambda_1 N_1 = \lambda_2 N_2$$ où $A$ = activité (Bq), $\quad \lambda = \dfrac{\ln 2}{T_{1/2}}$ Signification: désintégrations/s du fils = désintégrations/s du père Ex: ${}^{238}\text{U} \to {}^{226}\text{Ra}$ $T_U = 4{,}5 \times 10^9$ ans $\gg T_{\text{Ra}} = 1600$ ans $$\Rightarrow A_U = A_{\text{Ra}}$$
Exemple
Q 2023-2024: 'À l'équilibre séculaire, l'activité du parent est supérieure à celle du fils' → FAUSSE. À l'ÉQUILIBRE: A₁ = A₂ (activités ÉGALES).
Piège
Croire que l'activité du père est toujours plus grande. À l'équilibre séculaire, elles sont ÉGALES. La condition est T_père >> T_fils.
Mémo
Équilibre séculaire = état stationnaire: fils produit aussi vite que détruit. A₁ = A₂. λ₁N₁ = λ₂N₂. T_père >> T_fils = condition nécessaire.
Concours 2023-2024 Q18 · Concours 2024-2025 Q17 · FMP Rabat 2022