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Concours commun Médecine, Pharmacie et Médecine Dentaire — Physique
Loi de décroissance radioactive
La quantité de noyaux radioactifs diminue exponentiellement. Cette loi est la base de tous les calculs de radioactivité au concours.
N₀ = 1000 noyaux, t₁/₂ = 5 ans, t = 15 ans (n=3): N = 1000 / 2³ = 1000/8 = 125 noyaux
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: compter n = t/t₁/₂, puis N = N₀/2ⁿ. Diviser par 2 autant de fois que de demi-vies passées.
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.
L = 1 m, g = 10 m/s². T = 2π × √(1/10) = 2π × 0.316 ≈ 2.0 s f = 1/2 = 0.5 Hz
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.
Pendule: L/g (Longueur au numérateur, Gravité au dénominateur). Plus long → plus lent. Mémo: 'PenduLe = L/G'.
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.
m = 0.5 kg, k = 200 N/m. T = 2π × √(0.5/200) = 2π × 0.05 ≈ 0.314 s
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.
ReSSort = m/k (Masse/raideur k). PenduLe = L/g. Mémo: les 2 lettres majuscules donnent les variables: RS → m/K | PL → L/G.
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.
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).
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.
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).
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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).